Diep in de schemerzone van de oceaan, zwermen vraatzuchtige eencellige organismen kunnen de koolstofcyclus van de aarde veranderen op manieren die wetenschappers nooit hadden verwacht, volgens een nieuwe studie van onderzoekers van de Florida State University.

In het gebied 100 tegen 1, 000 meter onder het oceaanoppervlak - ook wel de schemerzone genoemd vanwege de grotendeels ondoordringbare duisternis - ontdekten wetenschappers dat kleine organismen die phaeodarians worden genoemd, zinken, koolstofrijke deeltjes voordat ze op de zeebodem bezinken, waar ze anders millennia lang zouden worden opgeslagen en afgezonderd van de atmosfeer.

Deze ontdekking, onderzoekers suggereren, zou kunnen wijzen op de noodzaak van een herevaluatie van hoe koolstof door de oceaan circuleert, en een nieuwe beoordeling van de rol die deze micro-organismen kunnen spelen in het veranderende klimaat van de aarde.

De bevindingen werden gepubliceerd in het tijdschrift Limnologie en oceanografie .

Hoofdonderzoeker en FSU-assistent-hoogleraar Oceanografie Mike Stukel, die de studie heeft uitgevoerd met het California Current Ecosystem Long-Term Ecological Research-programma, onderzoekt de biologische pomp - het proces waarbij koolstof van het oppervlak naar de diepe oceaan wordt getransporteerd.

"Kooldioxide diffundeert voortdurend vanuit de atmosfeer in de oceaan en vanuit de oceaan terug in de atmosfeer, "Zei Stukel. "In de oppervlakte oceaan, wanneer fytoplankton fotosynthese uitvoert, ze nemen kooldioxide op. Maar fytoplankton heeft slechts een levensduur van dagen tot een week, dus dat fytoplankton zal waarschijnlijk sterven in de oppervlakte-oceaan - meestal door opgegeten te worden door kleine organismen zoals krill."

Wanneer krill en ander zoöplankton ademen, ze geven koolstofdioxide af aan de oppervlakte-oceaan, en uiteindelijk terug in de atmosfeer. Typisch, koolstofdioxide in de oceaan en de atmosfeer aan het oppervlak blijven in evenwicht en bijna in evenwicht.

De enige manier waarop de oceaan een netto-opname van koolstofdioxide uit de atmosfeer ervaart, is als de organische koolstof aan de oppervlakte naar de diepe oceaan wordt getransporteerd, meestal in de vorm van zinkende deeltjes.

Deeltjes kunnen om verschillende redenen uit de oceaan aan het oppervlak zinken. dode organismen, fecale materie of samengevoegde pakketten organische deeltjes zijn allemaal gebruikelijke voertuigen voor koolstoftransport. Diatomeeën, een soort overvloedig fytoplankton dat ongeveer een kwart van de fotosynthese ter wereld uitvoert, produceren glasachtige silica schelpen die ze aanzienlijk dichter dan het water maken, waardoor ze snel zinken.

Als deze zinkende deeltjes ongehinderd de diepe oceaan zouden bereiken, hun koolstof zou honderden jaren aan de atmosfeer worden onthouden. Maar, zoals Stukel en zijn team ontdekten, dat is niet altijd het geval.

Met behulp van een geavanceerd camerasysteem waarmee onderzoekers organismen konden identificeren zo klein als 500 micron (de helft van de dikte van een dubbeltje), het team ontdekte een overvloed aan micro-organismen - veel meer dan ze hadden verwacht - in de cruciale schemerzone van de oceaan. Hun belangrijkste vraag:wat waren de rollen van deze organismen, en phaeodarians in het bijzonder, bij het consumeren van zinkende deeltjes?

"Door te kwantificeren hoeveel er waren en vervolgens het aandeel deeltjes te kwantificeren dat ze zouden onderscheppen, we konden berekenen dat ze tot ongeveer 20 procent van de deeltjes die uit de oppervlaktelaag zinken, zouden kunnen consumeren, "Zei Stukel. "En dit was alleen voor een bepaalde familie van phaeodarians, genaamd aulosphaeridae."

Wanneer zinkende deeltjes worden verbruikt, die deeltjes worden noodzakelijkerwijs verhinderd om de diepe oceaan te bereiken. Het idee dat één groep micro-organismen 20 procent van de koolstofrijke deeltjes zou kunnen consumeren die zinken uit het oppervlaktewater van dit beperkte studiegebied, Stukel zei, suggereert dat micro-organismen over de hele wereld een veel grotere rol zouden kunnen spelen in de koolstofcyclus dan wetenschappers eerder dachten.

Terwijl op sommige punten aulosphaeridae zo overvloedig zouden zijn dat ze tot 30 procent van de zinkende deeltjes zouden consumeren, andere keren waren de organismen nauwelijks aanwezig. Een beter begrip van deze variabiliteit in overvloed aan aulosphaeridae en vergelijkbare organismen kan onderzoekers zoals Stukel helpen nauwkeuriger te voorspellen hoe de biologische pomp in de toekomst zou kunnen evolueren.

"Ons vermogen om te begrijpen hoe deze dingen zullen veranderen, is belangrijk om te begrijpen hoe de wereldwijde koolstofcyclus gaat verschuiven, "Zei Stukel. "We moeten leren wat er in de rest van de wereld gebeurt, en we moeten weten wat deze enorme veranderingen veroorzaakt, van wanneer deze organismen een echt dominante speler zijn tot wanneer ze een marginale speler zijn."