kalat, valaat, delfiinit, ravut, merilinnut ja lähes kaikki muu, joka saa elantonsa valtamerissä tai niiden ulkopuolella, ovat olemassaolonsa velkaa kasviplanktonille, yksisoluisille kasveille, jotka elävät valtameren pinnalla.
kasviplankton on perusta sille, mitä tutkijat kutsuvat valtamerien biologiseksi tuottavuudeksi, eli vesistön kyvylle ylläpitää elämää, kuten kasveja, kaloja ja villieläimiä.
”tuottavuuden mittari on kasviplanktonin kuluttaman hiilidioksidin nettomäärä”, sanoi Jorge Sarmiento, Princetonin yliopiston ilmakehä-ja valtameritieteiden professori New Jerseyssä.
yksisoluiset kasvit käyttävät auringon energiaa muuttaakseen hiilidioksidia ja ravinteita monimutkaisiksi orgaanisiksi yhdisteiksi, joista muodostuu uutta kasvimateriaalia. Fotosynteesinä tunnettu prosessi on kasviplanktonin kasvutapa.
kasvinsyöjä merieläimet syövät kasviplanktonia. Lihansyöjät puolestaan syövät kasvinsyöjiä ja niin edelleen ravintoketjun ylimpiä saalistajia, kuten miekkavalaita ja haita.
mutta miten valtamerestä saadaan ravinteet, joita kasviplankton tarvitsee selviytyäkseen ja elättääkseen kaiken muun, joka saa elantonsa merestä tai sen ulkopuolella? Vastauksen yksityiskohdat ovat juuri sitä, mitä Sarmiento toivoo oppivansa.
Robert Frouin, tutkimus meteorologi Scripps Institution of Oceanography La Jollassa, Kaliforniassa, sanoi ymmärtäminen prosessi, jossa kasviplankton saa meren ravinteita on tärkeää ymmärtää yhteyden valtameren ja globaalin ilmaston.
”meren biogeokemialliset prosessit sekä reagoivat että vaikuttavat ilmastoon”, frouin sanoi. ”Muutos kasviplanktonin runsaudessa ja lajistossa voi johtua muutoksista fysikaalisissa prosesseissa, jotka ohjaavat ravinteiden saantia ja auringonvalon saatavuutta.”
hapensaanti
kasviplankton tarvitsee fotosynteesiin ja siten niiden säilymiseen kahta asiaa: auringon energiaa ja veden ravinteita. Kasviplankton imeytyy molempien soluseinien läpi.
fotosynteesissä kasviplankton vapauttaa veteen happea. Puolet maailman hapesta tuotetaan kasviplanktonin yhteyttämisellä. Toinen puoli syntyy puiden, pensaiden, ruohojen ja muiden kasvien yhteyttämällä maalla.
kun viherkasvit kuolevat ja putoavat maahan tai vajoavat merenpohjaan, pieni osa niiden orgaanisesta hiilestä hautautuu maahan. Se säilyy siellä miljoonia vuosia sen jälkeen, kun se on saanut sellaisia aineita kuin öljy, kivihiili ja liuskekivi.
”se happi, joka vapautui ilmakehään, kun tämä hautautunut hiili yhteytti satoja miljoonia vuosia sitten, on syy siihen, miksi ilmakehässä on niin paljon happea nykyään”, Sarmiento sanoi.
nykyään kasviplankton ja maanpäälliset viherkasvit pitävät yllä tasaista tasapainoa maapallon ilmakehän hapen määrässä, joka käsittää Frouinin mukaan noin 20 prosenttia kaasuseoksesta.
esimerkiksi kypsä metsä ottaa yhteyttämisen aikana hiilidioksidia ilmakehästä ja muuttaa sen hapeksi uuden kasvun tukemiseksi. Mutta samasta metsästä vapautuu yhtä paljon hiilidioksidia, kun vanhoja puita kuolee.
”keskimäärin tässä kypsässä metsässä ei siis ole hiilidioksidin tai hapen nettovirtaa ilmakehään tai ilmakehästä, ellemme hakkaa sitä kaikkea hakkuita varten”, Sarmiento sanoi. ”Meri toimii samalla tavalla. Suurimman osan yhteyttämisestä vastapainona on yhtä suuri ja vastakkainen määrä hengitystä.”
hiilinielu
metsät ja valtameret eivät ota lisää hiilidioksidia eivätkä päästä lisää happea. Mutta ihmisen toiminta, kuten öljyn ja hiilen polttaminen autojemme ajamiseksi ja kotien lämmittäminen, lisää ilmakehään vapautuvan hiilidioksidin määrää.
useimmat maailman tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että nämä ilmakehän kasvavat hiilidioksidipitoisuudet saavat maapallon lämpenemään. Monet tutkijat uskovat, että ilmiö voi johtaa mahdollisesti katastrofaalisiin seurauksiin.
jotkut tutkijat väittävät, että valtamerien rikastaminen raudalla kiihdyttäisi kasviplanktonin kasvua, mikä puolestaan sieppaisi ylimääräisen hiilen Maan ilmakehästä. Mutta monet meri-ja ilmakehätutkijat väittelevät siitä, olisiko tämä todella nopea ratkaisu ilmaston lämpenemisen ongelmaan.
Frouinin ja hänen Scripps Institution of Oceanography-kollegansa Sam Iacobellisin tutkimus viittaa siihen, että kasviplanktonin lisääntyminen saattaa itse asiassa saada maapallon lämpenemään, mikä johtuu lisääntyneestä auringon absorptiosta.
”simulaatiomme osoittavat, että lisäämällä kasviplanktonin runsautta ylemmässä valtamerikerroksessa meren pintalämpötila nousee, samoin ilman lämpötila”, Frouin sanoi.
kuten Sarmiento toteaa, kasviplankton saa suurimman osan hiilidioksidistaan meristä, ei ilmakehästä.
”suurin piirtein kaikki kasviplanktonin ottama hiilidioksidi tulee syvältä valtamerestä, aivan kuten ravinteet, missä bakteerit ja muut eliöt ovat tuottaneet sitä hengittämällä pinnalta uponnutta orgaanista ainesta”, Sarmiento sanoi.