Dierlijke uitwerpselen en delen van dode organismen zinken constant van het oppervlak van de oceanen naar de diepzee. Deze deeltjesstroom speelt een belangrijke rol in de mondiale koolstofcyclus en daarmee voor het klimaat. Over de verspreiding ervan in de waterkolom is tot nu toe weinig bekend. Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van GEOMAR heeft nu een gedetailleerd beeld gepubliceerd van dit distributiemechanisme in de equatoriale oceaan in Natuur Geowetenschappen .

De grote oceaanstromingen, met hun enorme energietransport, een beslissende invloed hebben op de atmosfeer, en daarmee het klimaat. Kleine planktonische organismen nemen koolstof op nabij het oppervlak, verwerk het, hun lichaam ermee opbouwen of het uitscheiden. De koolstof die in de uitscheidingsproducten of dode organismen is verwerkt, zakt vervolgens naar de zeebodem. De constante stroom van organische deeltjes naar de diepzee wordt ook wel 'mariene sneeuwval' genoemd.

Deze sneeuwval is het meest intens waar een sterke biologische primaire productie aan de oppervlakte kan worden waargenomen. Dit, bijvoorbeeld, is het geval langs de evenaar in de Stille en Atlantische Oceaan. Echter, het is niet bekend hoe de deeltjes op diepte worden verdeeld en welke processen deze verdeling beïnvloeden. Nutsvoorzieningen, een internationaal team van wetenschappers onder leiding van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel heeft de eerste studie gepubliceerd met gegevens in hoge resolutie over deeltjesdichtheid in de equatoriale Atlantische en Stille Oceaan tot een diepte van 5000 meter. "De analyse van de gegevens heeft aangetoond dat we verschillende eerder aanvaarde ideeën over de stroom van deeltjes in de diepe zee moeten herzien, " zegt dr. Rainer Kiko, bioloog bij GEOMAR en hoofdauteur van de studie.

Het team, waaronder collega's uit Frankrijk en de VS, heeft gegevens geanalyseerd die zijn verzameld tijdens verschillende expedities van de Duitse onderzoeksschepen METEOR en MARIA S. MERIAN, het Amerikaanse onderzoeksschip Ronald H. Brown en de Franse onderzoeksschepen L'Atalante en Tara. De gegevens zijn verkregen met sensoren waaronder de zogenaamde Underwater Vision Profiler (UVP). De UVP is een speciale onderwatercamera die tot 6000 meter kan worden neergelaten. Tijdens de fatsoenlijke het duurt 10 beelden per seconde, waarmee de onderzoekers deeltjes kunnen tellen en kleine planktonorganismen kunnen identificeren.

"Tot nu toe, er werd meestal aangenomen dat de grootste deeltjesdichtheid zich dicht bij het oppervlak bevindt en dat deze continu afneemt met de diepte, " legt Dr. Kiko uit. "Onze gegevens laten zien, echter, dat de deeltjesdichtheid op 300 tot 600 meter diepte weer toeneemt." De onderzoekers verklaren deze waarneming met het dagelijkse trekgedrag van veel planktonorganismen, die zich overdag terugtrekken in overeenkomstige diepten. "Deze diepte lijkt voor veel soorten het toilet te zijn. Daarom vinden we daar veel deeltjes, " zegt dr. Kiko.

Deze microscopisch kleine deeltjes zinken dieper en zijn op 5000 meter diepte nog steeds detecteerbaar. "Dit is ook verrassend, omdat is aangenomen dat slechts enkele grotere, snel zinkende deeltjes dieper dan 1000 meter kunnen worden gevonden, " legt dr. Kiko uit.

Het team legde ook een ander fenomeen uit. "In het equatoriale gebied, de stroom van deeltjes in de diepzee is veel groter dan in regio's die slechts 100 kilometer verder naar het noorden of zuiden liggen, " zegt Dr. Kiko. Prof.

Dr. Peter Brandt, een oceanograaf bij GEOMAR, zegt, "Er zijn sterke, oostwaarts stromende diepe stromingen ten noorden en ten zuiden van de evenaar, zowel in de Stille als de Atlantische Oceaan. Ze vormen natuurlijke barrières die verdere noord-zuidvoortplanting van de deeltjes verhinderen."

Globaal genomen, de wetenschappers konden het belang van biologische en fysische processen voor de biologische koolstofpomp aantonen. "Natuurlijk, we hebben verdere observaties nodig over de verdeling van verschillende planktongroepen in de oceaan om het beeld verder te verfijnen, " zegt hoofdauteur Dr. Kiko. Op https://planktonid.geomar.de kunnen niet-wetenschappers helpen bij het sorteren van het enorme aantal planktonbeelden dat de UVP levert. "Op de PlanktonID-website, geïnteresseerden kunnen ons helpen bij het identificeren van zoöplankton, maar ze zullen ook aanvullende informatie vinden over de huidige studie, zoals de werking van de UVP, " zegt dr. Kiko.