ryby, velryby, delfíni, Krabi, mořští ptáci a téměř všechno ostatní, co žije v oceánech nebo mimo ně, vděčí za svou existenci fytoplanktonu, jednobuněčným rostlinám, které žijí na povrchu oceánu.
fytoplankton je základem toho, co vědci označují jako oceánská biologická produktivita, schopnost vodního útvaru podporovat život, jako jsou rostliny, ryby a divoká zvěř.
„měřítkem produktivity je čisté množství oxidu uhličitého odebraného fytoplanktonem,“ řekl Jorge Sarmiento, profesor atmosférických a oceánských věd na Princetonské univerzitě v New Jersey.
jednobuněčné rostliny využívají energii ze Slunce k přeměně oxidu uhličitého a živin na komplexní organické sloučeniny, které tvoří nový rostlinný materiál. Tento proces, známý jako fotosyntéza, je způsob, jakým fytoplankton roste.
býložraví mořští tvorové jedí fytoplankton. Masožravci, podle pořadí, jíst býložravci, a tak dále do potravního řetězce na vrcholu dravců, jako jsou kosatky a žraloci.
jak ale oceán dodává živiny, které fytoplankton potřebuje k přežití a podpoře všeho, co se živí v oceánu nebo mimo něj? Podrobnosti obklopující tuto odpověď jsou přesně to, co Sarmiento doufá, že se naučí.
Robert Frouin, výzkumný meteorolog z Scripps Institution of Oceanography v La Jolla v Kalifornii, uvedl, že pochopení procesu, kterým fytoplankton získává oceánské živiny, je důležité pro pochopení vazby mezi oceánem a globálním klimatem.
„mořské biogeochemické procesy reagují na klima a ovlivňují ho,“ řekl Frouin. „Změna hojnosti fytoplanktonu a druhů může být důsledkem změn ve fyzikálních procesech kontrolujících přísun živin a dostupnost slunečního světla.“
přívod kyslíku
fytoplankton potřebuje dvě věci pro fotosyntézu a tím i jejich přežití: energii ze slunce a živiny z vody. Fytoplankton absorbuje oba přes jejich buněčné stěny.
v procesu fotosyntézy uvolňuje fytoplankton kyslík do vody. Polovina světového kyslíku je produkována fotosyntézou fytoplanktonu. Druhá polovina je produkována fotosyntézou na zemi stromy, keře, trávy, a další rostliny.
jak zelené rostliny umírají a padají na zem nebo klesají na dno oceánu, je pohřben malý zlomek jejich organického uhlíku. Zůstává tam miliony let poté, co získal formu látek, jako je ropa, uhlí a břidlice.
„kyslík uvolněný do atmosféry, když byl tento pohřbený uhlík fotosyntetizován před stovkami milionů let, je důvod, proč máme dnes v atmosféře tolik kyslíku,“ řekl Sarmiento.
dnes fytoplankton a suchozemské zelené rostliny udržují stálou rovnováhu v množství atmosférického kyslíku země, který podle Frouina zahrnuje asi 20 procent směsi plynů.
zralý les například přijímá oxid uhličitý z atmosféry během fotosyntézy a přeměňuje jej na kyslík, aby podpořil nový růst. Ale ten samý les vydává srovnatelné úrovně oxidu uhličitého, když staré stromy umírají.
„v průměru tedy tento zralý les nemá žádný čistý tok oxidu uhličitého nebo kyslíku do atmosféry nebo z atmosféry, pokud to všechno nesekáme kvůli těžbě dřeva,“ řekl Sarmiento. „Oceán funguje stejným způsobem. Většina fotosyntézy je vyvážena stejným a opačným množstvím dýchání.“
uhlíkové jímky
lesy a oceány nepřijímají více oxidu uhličitého nebo uvolňují více kyslíku. Ale lidské činnosti, jako je spalování ropy a uhlí, které řídí naše auta a vytápí naše domovy, zvyšují množství oxidu uhličitého uvolněného do atmosféry.
většina světových vědců souhlasí s tím, že tyto rostoucí koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře způsobují zahřátí země. Mnoho vědců se domnívá, že tento jev by mohl vést k potenciálně katastrofickým následkům.
někteří vědci tvrdí, že obohacení oceánů železem by stimulovalo růst fytoplanktonu, který by zase zachytil přebytečný uhlík ze zemské atmosféry. Mnoho vědců z oceánů a atmosféry však debatuje o tom, zda by to skutečně poskytlo rychlou opravu problému globálního oteplování.
výzkum Frouina a jeho kolegy Scripps Institution of Oceanography sama Iacobellise naznačuje, že zvýšení fytoplanktonu může ve skutečnosti způsobit, že země bude teplejší kvůli zvýšené absorpci slunce.
„naše simulace ukazují, že zvýšením množství fytoplanktonu v horní oceánské vrstvě se zvyšuje teplota povrchu moře a teplota vzduchu,“ řekl Frouin.
jak poznamenává Sarmiento, fytoplankton získává většinu svého oxidu uhličitého z oceánů, nikoli z atmosféry.
„téměř veškerý oxid uhličitý zachycený fytoplanktonem pochází z hlubin oceánu, stejně jako živiny, kde ho bakterie a jiné organismy produkovaly dýcháním organické hmoty, která se potopila z povrchu,“ řekl Sarmiento.