魚、クジラ、イルカ、カニ、海鳥、そして海の内外で生計を立てる他のすべてのものは、海洋表面に住む単細胞植物である植物プランクトンにその存在を借りている。
植物プランクトンは、科学者が海洋生物学的生産性、植物、魚、野生生物などの生命を支える水域の能力と呼ぶものの基盤にあります。
「生産性の尺度は、植物プランクトンが占める二酸化炭素の正味量である」と、ニュージャージー州のプリンストン大学の大気海洋科学のホルヘ・サルミエント教授は述べている。
単細胞植物は、太陽からのエネルギーを利用して二酸化炭素と栄養素を複雑な有機化合物に変換し、新しい植物材料を形成します。 光合成として知られているこのプロセスは、植物プランクトンがどのように成長するかです。
草食系海洋生物は植物プランクトンを食べる。 肉食動物は、順番に、草食動物を食べる、というようにシャチやサメのようなトップ捕食者に食物連鎖まで。
しかし、海洋は植物プランクトンが生き残るために必要な栄養素をどのように供給し、海の内外で生計を立てる他のすべてを支援するのですか？ その答えを取り巻く詳細は、Sarmientoが学びたいと思っているものです。
カリフォルニア州ラホヤのScripps Institution of Oceanographyの研究気象学者であるRobert Frouin氏は、植物プランクトンが海洋栄養素を得るプロセスを理解することは、海洋と全
「海洋生物地球化学的プロセスは気候に応答し、影響を与える」とFrouin氏は述べた。 “植物プランクトンの豊富さと種の変化は、栄養素の供給と日光の利用可能性を制御する物理的プロセスの変化に起因する可能性があります。”
酸素供給
植物プランクトンは光合成とその生存のために二つのことを必要としています：太陽からのエネルギーと水からの栄養素。 植物プランクトンは、それらの細胞壁を横切って両方を吸収する。
光合成の過程で、植物プランクトンは酸素を水中に放出します。 世界の酸素の半分は、植物プランクトンの光合成によって生成されます。 残りの半分は、樹木、低木、草、および他の植物によって陸上で光合成を介して生成されます。
緑の植物が死んで地面に落ちたり、海底に沈んだりすると、有機炭素のごく一部が埋まってしまう。 それは石油、石炭、頁岩のような物質の形を取った後、何百万年もそこに残っています。
「この埋まった炭素が数億年前に光合成されたときに大気に放出された酸素が、今日の大気中に酸素が大量に存在する理由だ」とSarmientoは語った。
今日、植物プランクトンと陸生の緑の植物は、地球の大気中の酸素量の安定したバランスを維持しており、これはガスの混合の約20％を占めていると、Frouin氏は述べている。
例えば、成熟した森林は、光合成の際に大気中の二酸化炭素を取り込み、新たな成長を支えるために酸素に変換します。 しかし、その同じ森林は、古い木が死ぬときに同等のレベルの二酸化炭素を放出します。
「平均して、この成熟した森林には、伐採のためにすべてを伐採しない限り、大気との間の二酸化炭素や酸素の正味の流れはありません」とSarmientoは言 “海は同じように動作します。 光合成のほとんどは、呼吸の等しいと反対の量によって相殺されます。”
炭素吸収源
森林や海洋は、より多くの二酸化炭素を取り込んだり、より多くの酸素を放出したりしていません。 しかし、私たちの車を運転し、私たちの家を加熱するために石油や石炭を燃やすなどの人間の活動は、大気中に放出される二酸化炭素の量を増加させ
世界の科学者の大部分は、大気中の二酸化炭素濃度の増加が地球の温暖化を引き起こしていることに同意している。 多くの研究者は、この現象が潜在的に壊滅的な結果につながる可能性があると信じています。
一部の研究者は、海洋を鉄で豊かにすることは植物プランクトンの成長を刺激し、それが地球の大気から余分な炭素を捕獲すると主張している。 しかし、多くの海洋および大気科学者は、これが実際に地球温暖化の問題に迅速な修正を提供するかどうかを議論しています。
FrouinとScripps Institution of Oceanographyの同僚Sam Iacobellisによる研究は、植物プランクトンの増加が太陽吸収の増加のために実際に地球を暖かくする原因となる可能性を示唆している。
「我々のシミュレーションは、海洋上層の植物プランクトンの存在量を増加させることによって、海面温度と気温が上昇することを示している」とFrouin氏は述
サルミエントが指摘しているように、植物プランクトンは大気ではなく海洋から二酸化炭素の大部分を得る。
「植物プランクトンに取り込まれた二酸化炭素のほとんどは、細菌や他の生物が表面から沈んだ有機物を呼吸させることによって生成した栄養素