Οι ερευνητές βυθίζονται στη βιοχημεία των θαλάσσιων ανοξικών ζωνών

Η ερευνητική ομάδα κατεβάζει μια συσκευή συλλογής σωματιδίων στο νερό στα ανοικτά των ακτών του Manzanillo, Μεξικό. Πίστωση: Morgan Raven

Λόγω της έλλειψης διαλυμένου οξυγόνου για τη διατήρηση ζώων ή φυτών, οι θαλάσσιες ανοξικές ζώνες είναι περιοχές όπου μπορούν να ζήσουν μόνο μικροοργανισμοί κατάλληλοι για το περιβάλλον.


“Δεν παίρνεις μεγάλα ψάρια”, είπε ο U.C. Ο βιοχημικός της Santa Barbara, Morgan Raven, δήλωσε. “Δεν πήρες καν το χαρισματικό Ζωοπλάγκτον.” Αλλά παρόλο που οι ανοξικοί ωκεανοί μπορεί να φαίνονται ξένοι για οργανισμούς όπως εμάς που αναπνέουν οξυγόνο, είναι πλούσιοι στη ζωή, είπε.

Αυτά τα παράξενα οικοσυστήματα επεκτείνονται, χάρη στην κλιματική αλλαγή – η οποία ανησυχεί για την αλιεία και όσους βασίζονται σε ωκεανούς πλούσιους σε οξυγόνο. Αλλά η χημεία άνθρακα που αλλάζει στους ωκεανούς είναι ο μεγαλύτερος νεροχύτης άνθρακα της Γης – και πώς μπορεί να μετακινηθεί από την ατμόσφαιρα σε μακροχρόνιες δεξαμενές όπως το διοξείδιο του άνθρακα.

“Τι συμβαίνει στον κύκλο του άνθρακα όταν παίρνουμε αυτά τα μεγάλα μέρη του ωκεανού χωρίς οξυγόνο;” Είπε. Αυτή η ερώτηση ήταν κεντρική για την έρευνα που διεξήχθη από τους Rowan και συνεργάτες Rick Gayle (Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον) και Samuel Webb (Εργαστήριο Στάνφορντ Linear Accelerator). Επιστήμη.

«Ένας περιστρεφόμενος τροχός»

Στους ωκεανούς πλούσιους σε οξυγόνο, ο άνθρακας μετακινείται συχνά μέσω διαδικασιών ιστού τροφίμων, ξεκινώντας με φυτοπλαγκτόν που καθορίζει το διοξείδιο του άνθρακα και φωτοσύνθεση στην επιφάνεια του νερού.

«Τις περισσότερες φορές θα τρώγονται από το Zooplankton», είπε ο Raven. Αλλά αν δεν τρώγονται από μεγάλα ζώα, πηγαίνουν στα βάθη της αναπνοής Διοξείδιο του άνθρακα Και βγείτε Οργανικός άνθρακας.

«Είναι σαν έναν περιστρεφόμενο τροχό – CO2 Πηγαίνει στο Plankton, πηγαίνει στο CO2, “Είπε ο Ραβέν.

Ωστόσο, απουσία ζωοπλαγκτού και ψαριών, ο βυθίζοντας οργανικός άνθρακας θα μπορούσε να επιβιώσει περισσότερο και να διατηρηθεί σε βάθος, είπε. Στην πραγματικότητα, τα ιζήματα κάτω από αυτές τις ανοξικές ζώνες περιέχουν γενικά περισσότερα οργανικά αποθέματα άνθρακα από τα αντίστοιχα πλούσια σε οξυγόνο. Ωστόσο, σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν έχουμε “πλήρη μηχανική κατανόηση” για το πώς συμβαίνει αυτό.

«Ήταν ένα μυστήριο», είπε ο Ραβέν.

Η ομάδα είχε μια ιδέα με τη μορφή μιας υπόθεσης που αναπτύχθηκε πριν από μια δεκαετία από τον γεωλόγο του Πανεπιστημίου της Νότιας Δανίας, Dan Confield και συνεργάτες.

«Μέσα σε αυτές τις ζώνες, τα μικρόβια εξακολουθούν να τρώνε οργανικό άνθρακα, αλλά προτείνουν την ιδέα ότι αναπνέουν θειικό άλας», δήλωσε ο Raven. Αυτή η ιδέα του λεγόμενου «κρυπτικού θείου κύκλου» ήταν συχνά δύσκολο να γίνει αποδεκτή επειδή τα προϊόντα αυτής της μείωσης των μικροβιακών θειικών (MSR) ήταν δύσκολο να ανιχνευθούν και άλλες ενώσεις όπως τα νιτρικά άλατα ήταν πολύ ισχυρές για μεταβολισμό.

Ωστόσο, σύμφωνα με τη μελέτη, “υπάρχουν μοριακές και γεωχημικές ενδείξεις που υποδηλώνουν ότι μπορεί να εμφανιστεί MSR (σε περιοχές με έλλειψη οξυγόνου) παρά την παρουσία άφθονου διαλυμένου νιτρικού.”

Οι ερευνητές εξέτασαν εάν αυτή η ενδιαφέρουσα διαδικασία θα μπορούσε να κρυφτεί μέσα στο μεγάλο νεροχύτη (> 1 mm) Οργανικά σωματίδια Βρίσκεται στη βορειοδυτική ακτή του Μεξικού, συλλέγοντας σωματίδια από τη ζώνη με έλλειψη οξυγόνου στον ανατολικό τροπικό Βόρειο Ειρηνικό.

«Είναι στην πραγματικότητα αυτό το πολυμερές, κολλώδες υλικό», είπε ο Ραβέν για να κολλήσει μαζί σε μια «χνουδωτή» μήτρα από κυρίως νεκρό φυτοπλαγκτόν, συσσωρεύσεις περιττωμάτων, άλλους μικρούς οργανισμούς και άμμο και πηλό. Η συλλογή αυτών των σωματιδίων είναι ένα επίτευγμα για τους ερευνητές που συνδέουν τους απέραντους ωκεανούς με σχετικά μικρά, διάχυτα σωματίδια.

“Οι συνάδελφοί μου στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον είχαν αυτή τη συσκευή συλλογής, πράγμα που το κατέστησε δυνατό”, είπε. Τα συλλεχθέντα σωματίδια εστάλησαν στην πηγή λαμπτήρα ακτινοβολίας Stanford Syncotron για ανάλυση.

Παστωμένο φυτοπλαγκτόν

Τα αποτελέσματα της ανάλυσης, όπως στοιχεία για την παραγωγή οργανικού θείου μέσα στο δείγμα, καταδεικνύουν αυτό που ο Raven αποκαλεί «τουρσί» νεκρού φυτοπλαγκτού όταν βυθίζονται στην ανοξική περιοχή.

«Το φυτοπλαγκτόν αναπτύσσεται στην επιφάνεια του ωκεανού, αλλά βυθίζονται λόγω βαρύτητας», είπε. Όταν διέρχονται από την ανοξική περιοχή, αυτά τα οργανικά συσσωματώματα υφίστανται θείωση, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την προστασία του άνθρακα στον πυρήνα τους από ένζυμα ή άλλες ουσίες.

“Ακόμα και όταν πρόκειται για ιζήματα, τα βακτήρια εκεί δεν μπορούν να φάνε αυτά τα οργανικά σωματίδια”, δήλωσε ο Ραβέν. Όπως τα τουρσιά που γνωρίζουμε και αγαπάμε, η διαδικασία συντήρησης καθιστά επίσης τα οργανικά σωματίδια ανθεκτικά στα βακτήρια, γεγονός που εξηγεί γιατί τόσο πολύ οργανικός άνθρακας βρίσκεται στα ιζήματα κάτω από τους ανοξικούς ωκεανούς.

Ο Raven εξήγησε ότι παρόλο που η θείωση οργανικών σωματιδίων άνθρακα στους ανοξικούς ωκεανούς επιβεβαιώνεται πρόσφατα στους σύγχρονους ωκεανούς, στην πραγματικότητα είναι μια αρχαία διαδικασία.

«Αυτή είναι η ίδια διαδικασία που μπορεί να παράγει πετρέλαιο», είπε, προσθέτοντας ότι όπου οι ελαιούχοι σπόροι βρίσκονται, επομένως, είναι το θείο. Αυτή η διαδικασία μπορεί να ήταν ευρέως διαδεδομένη κατά τη διάρκεια των Κρητιδικών (145,5 έως 65,5 εκατομμύρια χρόνια πριν), όταν η Γη συνέχισε να είναι τροπική. Η θάλασσα Υπόκειται σε γεγονότα γεωλογικής και μαζικής καταστροφής, με αποτέλεσμα μαζικές ταφές ΑνθρακαςΚαι ανοξικό νερό σε όλο τον Ατλαντικό.

«Δεν ξέρουμε αν αυτό συμβαίνει ακόμη και σε αυτά τα λιγότερο μοντέρνα περιβάλλοντα», δήλωσε ο Raven.

Απομένει να δούμε πώς αυτές οι αναπτυσσόμενες ζώνες εξαντλημένου οξυγόνου θα αλληλεπιδράσουν Την αλλαγή του κλίματος.

«Καθώς αυτές οι ζώνες επεκτείνονται, μπορεί να υπάρχει Αρνητικά σχόλια– Περισσότερα CO2 Δημιουργεί υψηλότερες θερμοκρασίες στην ατμόσφαιρα, η οποία μεγεθύνει αυτές τις ζώνες, “είπε ο Raven.” Αυτές οι μεγαλύτερες ζώνες παγιδεύουν στη συνέχεια περισσότερο CO2 Τοποθετήστε σε ιζήματα και πετρώματα. «Αυτή η ιδέα θα βοηθήσει στην ισορροπία της γης Κύκλος άνθρακα Με την πάροδο του χρόνου, είπε, “αλλά πρέπει να γνωρίζουμε πώς όλα συνδέονται.”


Θείωση οργανικής ύλης γρηγορότερα από ό, τι πιστεύαμε


Περισσότερες πληροφορίες:
ΚΥΡΙΟΣ. Raven et al., Μείωση μικροβιακού θειικού άλατος και σχηματισμός οργανικού θείου σε νεροχύτες θαλασσινού νερού,Επιστήμη 17 Δεκεμβρίου 2020: eabc6035 DOI: 10.1126 / science.abc6035

Παραθέτω, αναφορά: Ερευνητές στη βιοχημεία θαλάσσιων ανοξικών ζωνών (2020, 17 Δεκεμβρίου) Ανακτήθηκε από https://phys.org/news/2020-12-biogeochemistry-ocean-anoxic-zones.html 17 Δεκεμβρίου 2020

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια, εκτός από οποιαδήποτε λογική χειραγώγηση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Τι καλό είναι αν μια αγελάδα σταματήσει να αρμέγει; Ετοιμαστείτε, η κυβέρνηση ανακοίνωσε ότι οι αγελάδες θα δοκιμαστούν σε εθνικό επίπεδο για πρώτη φορά

Koralia Markiadi

" Άπληστος φανατικός φαγητού. Ανυπόφορος ενθουσιώδης twitter. Wannabe επιχειρηματίας. Αφιερωμένος συγγραφέας."

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Back to top