Fisk, hvaler, delfiner, krabber, sjøfugl og omtrent alt annet som lever i eller av havene, skylder deres eksistens til fytoplankton, encellede planter som lever på havoverflaten.
Fytoplankton er grunnlaget for hva forskere refererer til som oceanisk biologisk produktivitet, evnen til en vannkropp til å støtte liv som planter, fisk og dyreliv.
» et mål på produktivitet er nettomengden karbondioksid tatt opp av fytoplankton, » Sa Jorge Sarmiento, professor i atmosfæriske og havvitenskap ved Princeton University I New Jersey.
de encellede plantene bruker energi fra solen til å omdanne karbondioksid og næringsstoffer til komplekse organiske forbindelser, som danner nytt plantemateriale. Denne prosessen, kjent som fotosyntese, er hvordan fytoplankton vokser.
Planteetende marine skapninger spiser fytoplanktonet. Rovdyr, i sin tur, spise planteetere, og så videre opp næringskjeden til toppen rovdyr som spekkhoggere og haier.
men hvordan leverer havet de næringsstoffene som fytoplankton trenger for å overleve og for å støtte alt annet som lever i eller utenfor havet? Detaljer rundt det svaret er nettopp Hva Sarmiento håper å lære.
Robert Frouin, en forskningsmeteorolog med Scripps Institution Of Oceanography I La Jolla, California, sa at forståelse av prosessen der fytoplankton får havets næringsstoffer, er viktig for å forstå sammenhengen mellom havet og det globale klimaet.
«Marine biogeokjemiske prosesser både reagerer på og påvirker klimaet,» Frouin sa. «En endring i fytoplankton overflod og arter kan skyldes endringer i de fysiske prosessene som styrer tilførsel av næringsstoffer og sollys tilgjengelighet.»
Oksygenforsyning
Fytoplankton trenger to ting for fotosyntese og dermed overlevelse: energi fra solen og næringsstoffer fra vannet. Fytoplankton absorberer både over sine cellevegger.
i prosessen med fotosyntese frigjør fytoplankton oksygen i vannet. Halvparten av verdens oksygen produseres via fytoplankton fotosyntese. Den andre halvdelen produseres via fotosyntese på land av trær, busker, gress og andre planter.
når grønne planter dør og faller til bakken eller synker til havbunnen, blir en liten del av deres organiske karbon begravet. Det forblir der i millioner av år etter å ha tatt form av stoffer som olje, kull og skifer.
» oksygenet som ble frigjort til atmosfæren da dette begravde karbonet ble fotosyntetisert for hundrevis av millioner år siden, er grunnen til at Vi har så mye oksygen i atmosfæren i dag,» sa Sarmiento.
i Dag opprettholder fytoplankton og terrestriske grønne planter en jevn balanse i mengden av jordens atmosfæriske oksygen, som utgjør om lag 20 prosent av blandingen av gasser, ifølge Frouin.
en moden skog tar for eksempel karbondioksid fra atmosfæren under fotosyntese og konverterer den til oksygen for å støtte ny vekst. Men den samme skogen avgir sammenlignbare nivåer av karbondioksid når gamle trær dør.
» i gjennomsnitt har denne modne skogen ingen netto flux av karbondioksid eller oksygen til eller fra atmosfæren, med mindre Vi kutter alt ned for logging,» sa Sarmiento. «Havet fungerer på samme måte. Det meste av fotosyntesen motvirkes av en lik og motsatt mengde respirasjon.»
Karbonvask
skogene og havene tar ikke inn mer karbondioksid eller slipper ut mer oksygen. Men menneskelige aktiviteter som å brenne olje og kull for å kjøre bilene våre og varme våre hjem øker mengden karbondioksid som slippes ut i atmosfæren.
De fleste av verdens forskere er enige om at disse økende konsentrasjonene av karbondioksid i atmosfæren forårsaker At Jorden blir varm. Mange forskere mener at dette fenomenet kan føre til potensielt katastrofale konsekvenser.
Noen forskere hevder at berikelse av havene med jern ville stimulere fytoplanktonvekst, som igjen ville fange overflødig karbon fra Jordens atmosfære. Men mange hav-og atmosfæriske forskere diskuterer om dette faktisk ville gi en rask løsning på problemet med global oppvarming.
Forskning Av Frouin Og hans Scripps Institution Of Oceanography kollega Sam Iacobellis antyder at en økning i fytoplankton faktisk kan føre Til At Jorden blir varmere på grunn av økt solabsorpsjon.
» våre simuleringer viser at ved å øke fytoplanktonoverfloden i det øvre havlaget, øker sjøoverflatetemperaturen, så vel som lufttemperaturen,» Sa Frouin.
som Sarmiento bemerker, får fytoplankton det meste av karbondioksidet fra havene, ikke atmosfæren.
«Stort sett alt karbondioksidet tatt opp av fytoplankton kommer fra dypt nede i havet, akkurat som næringsstoffer, hvor bakterier og andre organismer har produsert det ved å puste det organiske stoffet som sank fra overflaten,» sa Sarmiento.