Stikstoffixatie is verrassend hoog in kustwateren en kan een grotere rol spelen dan verwacht in kooldioxide (CO ₂ ) opname in deze wateren, blijkt uit een nieuwe studie onder leiding van wetenschappers van Duke University.

Weten waar en wanneer stikstoffixatie plaatsvindt, zal wetenschappers helpen het vermogen van kustwateren om koolstofdioxide te absorberen en op te slaan beter te kwantificeren en te helpen bij toekomstige klimaatvoorspellingen.

"Eerdere modellen suggereerden dat de meeste stikstoffixatie plaatsvond in de open oceaan. We vonden het tegenovergestelde:de tarieven zijn eigenlijk hoger in kustgebieden. Ze werden tot nu toe meestal over het hoofd gezien, " zei Nicolas Cassar, hoogleraar biogeochemie aan Duke's Nicholas School of the Environment, die senior auteur was van het onderzoek.

De meeste van deze over het hoofd geziene activiteit wordt aangedreven door microben die bekend staan ​​als cyanobacteriële diazotrofen die in kustwateren leven, blijkt uit de studie.

De kleine organismen nemen stikstofgas op (N ₂ ) en zet het om in ammoniak (NH ₃ ), een vorm van stikstof die fytoplankton, de basis van het mariene voedselweb, als voedsel kan gebruiken. Dit voedt op zijn beurt de fotosynthese door het fytoplankton en de opname van CO ₂ .

"Dit betekent dat we de wereldwijde distributie van mariene N . opnieuw moeten bekijken ₂ fixatie en herwaardering van zijn rol in de koolstofcyclus aan de kust, " zei Weiyi Tang, een doctoraat student Aard- en Oceaanwetenschappen aan Duke's Nicholas School, die het onderzoek uitvoerde in het kader van zijn proefschrift.

Cassar en Tang publiceerden hun peer-reviewed onderzoek op 19 februari in Natuurcommunicatie .

Hun bevindingen zijn gebaseerd op duizenden zeewatermonsters verzameld uit 6, 000 kilometer van de westelijke Noord-Atlantische Oceaan tijdens twee 10-daagse onderzoekscruises in 2015 en 2016.

Het was mogelijk om die ongekende hoeveelheid gegevens in zo'n korte tijd op zee te verzamelen, Cassar legde uit, omdat zijn laboratoriumteam een ​​instrument heeft ontwikkeld waarmee ze bijna continue realtime analyse van N . kunnen doen ₂ fixatie. Ze gebruiken een methode genaamd FARACAS, of doorstroom-incubatie-acetyleenreductie-assays door holtering-down laserabsorptiespectroscopie.

Eerder, de enige manier waarop wetenschappers mariene stikstoffixatie moesten kwantificeren, die vaak zeer episodisch van aard is, was om sporadisch monsters te verzamelen, misschien twee keer per dag, op locaties waar hun onderzoeksschip stopte. Dit was alsof ik maar twee hoofdstukken van een boek las in plaats van allemaal, zei Cassar. Het liet gaten in het verhaal achter.

"Met ons nieuwe instrument kunnen we bijna continue monsters verzamelen over grote uitgestrektheden van de oceaan terwijl het schip beweegt, waardoor het een veel beter hulpmiddel is om onderzoekers bij te staan. Het is als een biogeochemisch kompas, " zei hij. "Hoewel elk datapunt niet volledig onafhankelijk is bij deze resolutie, we kunnen meer gegevens verzamelen over één cruise dan u in de bestaande literatuur vindt."

Een meta-analyse van de bestaande literatuur die Tang vervolgens heeft uitgevoerd, toont aan dat stikstofbinding waarschijnlijk significant is in andere kustgebieden wereldwijd, te, niet alleen in de westelijke Noord-Atlantische Oceaan.

"Stikstoffixatie is een van de belangrijkste processen die het leven op aarde en in de oceanen beheersen. De ontwikkeling van deze nieuwe techniek om stikstoffixatie te meten, verandert al ons begrip van waar en wanneer het gebeurt, " zei Hedy Edmonds, programmadirecteur bij de National Science Foundation (NSF) Division of Ocean Sciences, die het onderzoek financierde via een CAREER-beurs (#1350710) aan Cassar.