a halak, bálnák, delfinek, rákok, tengeri madarak és szinte minden más, ami az óceánokban vagy azokon kívül él, a fitoplanktonnak, az óceán felszínén élő egysejtű növényeknek köszönheti létezését.
a fitoplankton az alapja annak, amit a tudósok óceáni biológiai termelékenységnek neveznek, vagyis a víztest azon képességének, hogy támogassa az életet, például a növényeket, a halakat és a vadon élő állatokat.
“a termelékenység mértéke a fitoplankton által felvett szén-dioxid nettó mennyisége” – mondta Jorge Sarmiento, a New Jersey-i Princeton Egyetem légköri és óceáni tudományok professzora.
az egysejtű növények a nap energiáját használják a szén-dioxid és a tápanyagok komplex szerves vegyületekké történő átalakítására, amelyek új növényi anyagot képeznek. Ez a fotoszintézis néven ismert folyamat a fitoplankton növekedése.
növényevő tengeri élőlények megeszik a fitoplanktont. A húsevők viszont megeszik a növényevőket, és így tovább a táplálékláncon keresztül a csúcsragadozókig, mint a gyilkos bálnák és cápák.
de hogyan látja el az óceán azokat a tápanyagokat, amelyekre a fitoplanktonnak szüksége van a túléléshez és minden más megélhetéshez az óceánban vagy azon kívül? A választ körülvevő részletek pontosan azt remélik, hogy Sarmiento megtanulja.
Robert Frouin, a kaliforniai La Jolla-i Scripps Oceanográfiai Intézet meteorológusa szerint a fitoplankton óceáni tápanyagokhoz jutásának folyamatának megértése fontos az óceán és a globális éghajlat közötti kapcsolat megértéséhez.
“a tengeri biogeokémiai folyamatok mind reagálnak, mind befolyásolják az éghajlatot” – mondta Frouin. “A fitoplankton bőségének és fajainak változása a tápanyagellátást és a napfény rendelkezésre állását szabályozó fizikai folyamatok változásából eredhet.”
oxigénellátás
a Fitoplanktonnak két dologra van szüksége a fotoszintézishez és így a túléléshez: a napból származó energiára és a vízből származó tápanyagokra. A fitoplankton mindkettőt elnyeli a sejtfalukon.
a fotoszintézis során a fitoplankton oxigént bocsát ki a vízbe. A világ oxigénjének felét fitoplankton fotoszintézis útján állítják elő. A másik felét fotoszintézis útján termelik a fák, cserjék, füvek és más növények.
ahogy a zöld növények elpusztulnak és a földre hullanak, vagy az óceán fenekére süllyednek, szerves szénük egy kis része el van temetve. Több millió évig ott marad, miután olyan anyagokat öltött fel, mint az olaj, a szén és a pala.
“a légkörbe kibocsátott oxigén, amikor ez az eltemetett szén több száz millió évvel ezelőtt fotoszintetizálódott, ezért van ma annyi oxigén a légkörben” – mondta Sarmiento.
ma a fitoplankton és a szárazföldi zöld növények állandó egyensúlyt tartanak fenn a Föld légköri oxigénmennyiségében, amely a gázok keverékének körülbelül 20% – át teszi ki Frouin szerint.
egy érett erdő például a fotoszintézis során szén-dioxidot vesz fel a légkörből, és oxigénné alakítja, hogy támogassa az új növekedést. De ugyanez az erdő hasonló mennyiségű szén-dioxidot bocsát ki, amikor az öreg fák elpusztulnak.
“átlagosan tehát ebben az érett erdőben nincs nettó szén-dioxid vagy oxigén áramlása a légkörbe vagy onnan, hacsak nem vágunk le mindent fakitermelés céljából” – mondta Sarmiento. “Az óceán ugyanúgy működik. A fotoszintézis nagy részét egyenlő és ellentétes mennyiségű légzés ellensúlyozza.”
Szénelnyelő
az erdők és az óceánok nem vesznek fel több szén-dioxidot, és nem bocsátanak ki több oxigént. De az olyan emberi tevékenységek, mint az olaj és a szén elégetése autóink vezetéséhez és otthonaink fűtéséhez, növelik a légkörbe kibocsátott szén-dioxid mennyiségét.
a világ tudósainak többsége egyetért abban, hogy a szén-dioxid növekvő koncentrációja a légkörben a Föld felmelegedését okozza. Sok kutató úgy véli, hogy ez a jelenség potenciálisan katasztrofális következményekhez vezethet.
egyes kutatók azzal érvelnek, hogy az óceánok vassal történő dúsítása stimulálná a fitoplankton növekedését, ami viszont a Föld légköréből felesleges szenet fogna el. De sok óceán – és Légkörkutató vitatja, hogy ez valóban gyors megoldást jelentene-e a globális felmelegedés problémájára.
Frouin és Scripps Oceanográfiai Intézetének munkatársa, Sam Iacobellis kutatása azt sugallja, hogy a fitoplankton növekedése valójában a Föld felmelegedését okozhatja a megnövekedett napelnyelés miatt.
“szimulációink azt mutatják, hogy a fitoplankton bőségének növelésével a felső óceáni rétegben a tenger felszíni hőmérséklete, valamint a levegő hőmérséklete is megnő” – mondta Frouin.
mint Sarmiento megjegyzi, a fitoplankton széndioxidjának nagy részét az óceánokból nyeri, nem pedig a légkörből.
“a fitoplankton által felvett szén-dioxid nagyjából az óceán mélyéről származik, csakúgy, mint a tápanyagok, ahol a baktériumok és más organizmusok a felszínről elsüllyedt szerves anyag belélegzésével hozták létre” – mondta Sarmiento.