Bacteriën in de oceaan die de microbiële koolstofpomp (MCP) bemiddelen, naar verluidt de koolstofcyclus van het aardsysteem aanzienlijk beïnvloeden. Deze kleine eencellige organismen, waarschijnlijk kleiner dan 1 micrometer spelen een onevenredig grote rol in een proces dat koolstofvastlegging wordt genoemd. In dit proces, ze nemen labiele organische koolstof op die wordt geproduceerd door fytoplankton, en breng het over in de weerbarstige vorm die duizenden jaren weerstand kan bieden aan degradatie, en uiteindelijk koolstofdioxide uit de atmosfeer verwijderen. Ze fungeren functioneel als een "pomp" door antropogene broeikasgassen in het binnenste van de oceaan te zuigen, en daarmee het mondiale klimaat te reguleren. Daarom, de MCP wordt beschouwd als een "onzichtbare hand" achter het enorme oceaanreservoir voor opgeloste koolstof.

Echter, de MCP moet nog volledig worden begrepen. Vooral, dit belangrijke proces is niet gekwantificeerd met behulp van een uitgebreid fysiek-biologisch gekoppeld model van een regionale oceaan. Een recent artikel gepubliceerd in Wetenschap China Aardwetenschappen , geprobeerd om dit probleem aan te pakken. Een multidisciplinaire groep van de Universiteit van Xiamen, Universiteit van Delaware, en Fuzhou University voerden het onderzoek uit.

In dit onderzoek, een ultramodern regionaal oceaanmodel simuleerde de fysieke en biologische dynamiek in de oceaan. De MCP-processen werden expliciet gesimuleerd, en een verscheidenheid aan MCP-eigenschappen in tijd en ruimte werden beter afgebeeld en begrepen in de Zuid-Chinese Zee. In de Zuid-Chinese Zee, de koolstofvastleggingssnelheid van MCP werd geschat op gemiddeld ongeveer 1/6 van een ander beter begrepen biologisch koolstofvastleggingsproces, de biologische pomp.

Bovendien, een van de vele voordelen van een dergelijk modelleringssysteem is dat de toekomstige toestand van de oceaan kwantitatief kan worden geprojecteerd, gegeven de toestand van een veranderende omgeving. In dit geval, het model werd gesimuleerd met een scenario waarin de temperatuur van het zeeoppervlak twee tot vier graden Celsius toenam boven de huidige toestand.

De onderzoekers ontdekten dat de kleinere planktonische organismen die gunstig zijn voor MCP, minder kwetsbaar zijn voor de verminderde toevoer van voedingsstoffen in de projectie. In het scenario van vier graden opwarming, de snelheid van koolstofvastlegging door MCP kan enkele (~ 2%) procent verhogen in vergelijking met die van de biologische pomp. Dit resultaat is opmerkelijk, gezien het delicate evenwicht van het microbiële voedselweb en de koolstofcyclus en de extreem lange leeftijd van de weerbarstige koolstof die het produceert. Aangezien de oceanische opgeloste organische koolstofpool grotendeels gevormd is door MCP-inhouden zoveel koolstof als de atmosfeer, de veranderingen in MCP kunnen de balans tussen deze twee reservoirs aanzienlijk wijzigen. De resultaten van deze studie impliceren zelfs het potentieel van geo-engineering met het concept van MCP. Zeker, vóór enige techniek op het aardse systeem, verder moet er onderzoek worden gedaan naar deze grote speler in de koolstofcyclus.

De eerste auteur, Dr. Wenfang Lu, merkt op dat deze studie de eerste tijdige poging is om het MCP-proces in de Chinese Zee te simuleren. Hoewel de simulatie zich nog in een vroeg stadium bevindt, de belangrijke boodschap is het beheersen van omgevingsfactoren van de ruimtelijke en temporele distributie van MCP. Het vormt de basis voor toekomstige klimaatstudies.