Wetenschap
Nieuwe inzichten in de degradatiedynamiek van organisch materiaal in de zeebodem
De langdurige afzetting van organisch materiaal in sedimenten op de oceaanbodem is een sleutelproces in de mondiale koolstofcyclus. De vraag of het afgezette materiaal vanuit chemisch perspectief meer lijkt op zeealgen of op de micro-organismen die de algenbiomassa afbreken, is grotendeels onopgelost.
Een onderzoeksteam heeft nu een onderzoek over dit onderwerp gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances .
Voor hun onderzoek voerde het team organisch materiaal met het label 13 C-koolstof – een mengsel van algen en lipiden of ruwe eiwitten – en observeerde dit gedurende 400 dagen in het laboratorium. De microbiële gemeenschappen zijn afkomstig uit een sedimentkern verkregen bij Helgoland.
De initiële vraag was:wat gebeurt er met verse biomassa en welke micro-organismen zijn betrokken bij de verwerking ervan? Het was voor het eerst dat de vorming van nieuwe biomassa van secundaire producenten en de omzet daarvan nauwkeuriger werd gekwantificeerd.
Het team heeft ontdekt dat microbiële gemeenschappen kunnen worden gestimuleerd door de toevoeging van lipiden en eiwitten en niet alleen verse biomassa kunnen afbreken die gemakkelijker verteerbaar is, maar ook meer van de oude organische koolstof kunnen afbreken die anders moeilijk afbreekbaar is. Deze nieuwe bevinding is relevant omdat de aanvoer van vers organisch materiaal wordt vergroot door door de mens veroorzaakte, door het klimaat veroorzaakte veranderingen in het milieu, zoals het uitbreiden van zuurstofarme zones in de oceaan, het smelten van zee-ijs of het terugtrekken van gletsjers.
"Onze studie is de eerste die de afbraak van labiel organisch materiaal koppelt aan de groei van microben en de gevolgen voor de samenstelling van het organische materiaal dat uiteindelijk in zeesediment wordt begraven. We waren verrast toen we ontdekten dat de toevoeging van vers organisch materiaal een onevenredig groot en langdurig effect op de afbraak van oud, zogenaamd vuurvast organisch materiaal”, zegt prof. Jack Middelburg van de Universiteit Utrecht (Nederland), co-auteur van het onderzoek en hoogleraar uitmuntendheid in de Cluster of Excellence. Oceaanbodem - het onontdekte grensvlak van de aarde" bij MARUM. Als onderdeel van het onderzoek van dit cluster heeft het onderzoek cruciale inzichten opgeleverd in het verband tussen de afzetting van organisch materiaal en het behoud van organische koolstof op de lange termijn.
De toevoer van vers organisch materiaal naar de zeebodem zou kunnen toenemen als gevolg van klimaatgerelateerde veranderingen in het milieu. Deze zullen niet alleen een directe impact hebben op de micro-organismen die op en in de oceaanbodem leven, maar ook op de koolstofcyclus en daarmee op de feedback met het klimaatsysteem op een manier die nog grotendeels onontgonnen is.