Een wereldwijd belangrijke oceaanalg is op mysterieuze wijze schaars in een van de meest productieve regio's van de Atlantische Oceaan, volgens een nieuwe krant in Diepzeeonderzoek I . Een enorme dataset heeft patronen onthuld in de regio's waar Atlantische coccolithoforen leven, de innerlijke werking van de koolstofcyclus van de oceaan belichten en nieuwe vragen oproepen.

"Het begrijpen van deze grootschalige patronen helpt ons de oceaanproductiviteit in het hele Atlantische bekken te begrijpen, " zei William Balch, een senior onderzoeker bij Bigelow Laboratory for Ocean Sciences en hoofdauteur van het artikel. "Het verzamelen van deze dataset is een bovenmenselijke inspanning geweest voor mijn team die honderden dagen op zee en jaren van analyse heeft gekost."

De onderzoekers ontdekten dat coccolithoforen zowel worstelen als gedijen op onverwachte plaatsen in de Atlantische Oceaan. Ze komen het meest voor in subpolaire en gematigde wateren en zijn verrassend schaars rond de evenaar, waar een overvloed aan voedingsstoffen en zonlicht een van de biologisch meest productieve regio's van de mondiale oceaan creëren.

Het team ontdekte ook dat sommige coccolithophore-soorten diep onder het oppervlak gedijen in de buurt van de verste uithoeken van zonlicht - binnen of net boven een belangrijke waterlaag die 'Sub-Antarctic mode water' wordt genoemd. Dit onderscheidende kenmerk stroomt vanuit de Zuidelijke Oceaan naar het noorden en levert voedingsstoffen aan een groot deel van de mondiale oceaan, inclusief het noordelijk halfrond. Balch vermoedt dat de snelgroeiende populaties coccolithoforen in de Zuidelijke Oceaan de nutriëntenvoorziening van de waterlaag uitputten en de chemie ervan veranderen, waardoor het mogelijk onherbergzaam wordt voor coccolithoforen tegen de tijd dat het de evenaar bereikt.

"Sub-Antarctisch water oefent een duizelingwekkende mate van controle uit op een groot deel van de mondiale oceaan, Balch zei. "Als coccolithoforen hun essentiële eigenschappen veranderen, dan zouden ze van invloed kunnen zijn op welke soorten groeien in voedselwebben zo ver weg als de evenaar of zelfs op het noordelijk halfrond."

Balch en zijn team hebben deze enorme dataset samengesteld op basis van metingen die zijn verzameld tijdens 10 onderzoekscruises van 45 dagen door het Atlantic Meridional Transect-programma, die de Atlantische Oceaan oversteekt tussen het Verenigd Koninkrijk en het puntje van Zuid-Amerika. Hun bevindingen hebben ook belangrijke toepassingen voor waarnemingen die afhankelijk zijn van NASA-satellieten voor oceaankleuren. Met deze krachtige oceanografische hulpmiddelen kunnen wetenschappers coccolithophore-populaties detecteren door het licht te meten dat ze terugkaatsen in de ruimte, maar ze vereisen metingen op het water om de satellietgegevens te aarden. NASA was de belangrijkste financier van dit werk.

Coccolithoforen bouwen beschermende kristallijne platen van kalkmineralen door opgeloste anorganische koolstof uit zeewater te extraheren. De manier waarop de platen van een soort worden gevormd, heeft invloed op hoe die platen het licht in de oceaan aan de oppervlakte verstrooien, vooral nadat ze losraken en naar de zeebodem beginnen te zinken. De onderzoekers ontdekten dat niet alle coccolithoforen hun bord laten vallen, en dat de platen die overal in de waterkolom worden gevonden, van slechts een paar soorten afkomstig zijn.

Deze bevinding vereenvoudigt enorm de berekeningen die nodig zijn om de koolstof te meten die coccolithoforen bevatten uit satellietreflectiegegevens. Coccolithoforen spelen een belangrijke rol in de wereldwijde koolstofcyclus, en begrijpen waar ze leven en hoe ze licht verstrooien, is essentieel om te kwantificeren hoe dit belangrijke element beweegt tussen de oceaan en de zeebodem. uiteindelijk, dat koolstof wordt afgebroken door diepzeebacteriën of wordt begraven in sediment, effectief afzonderen van de atmosfeer voor duizenden jaren.

Het team van Balch, samen met een internationaal team van onderzoekers, zal dit onderzoek in januari voortzetten, wanneer ze aan boord gaan van een door de National Science Foundation gefinancierde cruise om een ​​van de belangrijkste vragen van dit onderzoek te beantwoorden:hoe coccolithoforen in de Zuidelijke Oceaan het sub-Antarctische water veranderen voordat het naar het noorden stroomt. Hun onderzoek zal uitwijzen hoe deze veranderingen de productiviteit verder naar het noorden kunnen beïnvloeden, en waarom coccolithoforen zo schaars zijn op de evenaar.

"De grote vraag blijft:wat ontbreekt er in dit equatoriale water dat het niet bevorderlijk maakt voor de groei van coccolithoforen in zo'n vruchtbaar gebied van de wereldoceaan?" zei Balch. "Het verschil in de hoeveelheid coccolithoforen op gematigde breedtegraden en de evenaar is groot, en het heeft enorme gevolgen voor de voedselwebben van de oceaan en de productiviteit van de hele planeet."