Bij afwezigheid van koolstof, leven op aarde kan niet bestaan. Maar veel van hoe dit fundamentele element door de oceanen van de planeet circuleert, blijft een wetenschappelijk mysterie.

Voor meer informatie over de koolstofcyclus van de oceaan, een team van onderzoekers onder leiding van UC Santa Barbara oceanograaf David Siegel gaat een nieuw NASA-project implementeren:de EXport Processes in the Ocean van RemoTe Sensing (EXPORTS) Science Plan. EXPORTS zal wetenschappers helpen een uitgebreid begrip te ontwikkelen van hoe de oceanen van de wereld koolstof verwerken en hoe ze de accumulatie van koolstofdioxide in de atmosfeer verminderen.

"EXPORTS combineert modellering, satellietgegevens en in situ microscopische beeldvorming en genomische technieken, evenals bemonstering van robotvelden op nieuwe en innovatieve manieren, " zei Siegel, een professor in de afdeling Geografie van UCSB en de hoofdwetenschapper van het project. "De resulterende datasets zullen worden gebruikt om deze processen op wereldwijde schaal te modelleren om hun impact op het huidige en toekomstige klimaat te beoordelen."

Grote wetenschappelijke teams zullen twee veldexpedities ondernemen, de eerste set voor de zomer van 2018 in de noordoostelijke Stille Oceaan. Er zijn een tiental voorstellen gefinancierd om de biologische oceaanroutes te onderzoeken die van invloed zijn op de koolstofcyclus; twee van hen zullen worden geleid door UCSB-onderzoekers.

Voor een, Siegel zal samenwerken met UCSB-onderzoeksoceanografen Uta Passow, wiens veldwerk zich richt op de vorming van aggregaten in de oceaan, en Norman Nelson, die de optische eigenschappen van de oceaan zal meten tijdens de cruises. Andere teamleden zullen optische instrumenten inzetten om microschaalbeelden van zinkende aggregaten te onderzoeken en hun dynamiek te modelleren. collectief, deze wetenschappers hopen het voorspellend vermogen te verbeteren met betrekking tot de grootteverdeling van zinkende koolstof en de rol die microscopisch kleine mariene organismen zoals fytoplankton en zoöplankton spelen in hun dynamiek.

Zoals planten, fytoplankton halen hun energie uit koolstofdioxide (CO2) via fotosynthese, waardoor ze erg belangrijk zijn in carbon cycling. Deze kleine organismen verbruiken CO2 uit de atmosfeer, het vormen van biomassa die uiteindelijk aggregaten vormt die naar de oceaanbodem zinken. Dit proces van het overbrengen van CO2 naar de diepe oceaan waar het honderden tot duizenden jaren kan worden opgeslagen, wordt de biologische pomp genoemd.

Craig Carlson, een professor in de afdeling Ecologie van UCSB, Evolutie, en Mariene Biologie, leidt nog een van de gefinancierde onderzoeken. Hij en zijn team zullen de cycli van opgeloste organische stof (DOM) en de relatie met microbiële opname analyseren, proberen meer te begrijpen over wat de accumulatie van DOM regelt en hoe dat zich verhoudt tot de biologische pomp en de koolstofstroom door het voedselweb.

"EXPORT is extreem waardevol omdat het een grote gezamenlijke inspanning is, waar elk onderdeel van de biologische pomp in detail zal worden bestudeerd, Carlson legde uit. "Het project zal een hoge fysieke resolutie hebben, met autonome middelen in het water voor de gehele duur om ons te helpen begrijpen wanneer en tot welke diepte DOM wordt geëxporteerd naar de diepe oceaan en het belang ervan in de biologische pomp."

Volgens Siegel, EXPORT innovatie varieert van optica tot genomica tot geavanceerde robotica. "We gaan op verschillende manieren metingen doen om erachter te komen wat het lot van de netto primaire productie is, wat cruciaal is om te begrijpen hoe de koolstofcyclus van de oceaan werkt, Siegel zei. "Veel jonge wetenschappers zijn gefinancierd in de hoop dat deze volgende generatie zal roepen om dit soort grootschalige verkenning in de toekomst opnieuw te doen."