de.wedoany.com-Bericht: Eine Studie der University of Southern Denmark (Syddansk Universitet) hat ergeben, dass der extreme Druck in der Tiefsee dazu führt, dass absinkende Partikel Kohlenstoff und Stickstoff freisetzen, die sofortige Nahrung für Tiefseemikroben darstellen. Diese Entdeckung aktualisiert das Verständnis der Kohlenstoffspeicherkapazität und -zyklen der Ozeane.
Wissenschaftler haben in der Tiefsee einen neuen Mechanismus der Nahrungsquelle beobachtet. Der sogenannte Meeresschnee besteht aus abgestorbenen Algen, Mikroben und anderen organischen Stoffen, die langsam entlang der Wassersäule absinken. Wenn der Meeresschnee eine Tiefe von 2 bis 6 Kilometern erreicht, beginnt der hydrostatische Druck, gelöste organische Stoffe aus den Partikeln zu pressen – ein Vorgang, der wie eine Saftpresse wirkt und Verbindungen freisetzt, die von Mikroben sofort verbraucht werden können.
Der Erstautor der Studie, Peter Stief, erklärte, dass die durch den Druck extrahierten gelösten organischen Verbindungen von freien Mikroben im umgebenden Wasser genutzt werden können, was die traditionelle Vorstellung von extremer Nährstoffarmut in der Tiefsee widerlegt. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht. Die Forscher schätzen, dass die Partikel während des Absinkens bis zu 50 % ihres ursprünglichen Kohlenstoffs und 58 % bis 63 % ihres Stickstoffs verlieren könnten.
Dieses Austreten verändert den Weg des Kohlenstoffs. Ein Teil des Kohlenstoffs wird nicht für Millionen von Jahren in Sedimenten fixiert, sondern löst sich für Hunderte oder Tausende von Jahren im Tiefenwasser, bevor er allmählich an die Oberfläche zurückkehrt und in die Atmosphäre gelangt. Die langfristige Einlagerung gilt als dauerhaftere Form der Kohlenstoffspeicherung, wie beispielsweise Erdöl und Erdgas, die durch langfristige Ansammlung und Einlagerung organischer Stoffe entstehen. Stief ist der Ansicht, dass dieser Mechanismus beeinflusst, wie viel Kohlenstoff der Ozean speichern kann und wie lange, und diese Informationen helfen, Modelle zur Beschreibung des Kohlenstoffverhaltens zu verbessern.
Das Forschungsteam erstellte im Labor Meeresschnee aus Kieselalgen. Die künstlichen Partikel wurden in rotierende Behälter gegeben, die so konstruiert waren, dass sie hohen Druck simulieren und ein Absetzen der Partikel verhindern. Die Tests zeigten, dass bis zur Hälfte des Kohlenstoffs in jedem Partikel während des Absinkens austreten könnte. Die freigesetzten Stoffe bestehen hauptsächlich aus Proteinen und Kohlenhydraten, die in einer Umgebung, die zuvor als nahrungsarm galt, als schnelle Energiequelle dienen. Bakterien reagierten stark: Ihre Anzahl stieg innerhalb von zwei Tagen um das 30-Fache, und die Atmungsrate nahm deutlich zu, was darauf hindeutet, dass die freigesetzten Nährstoffe sofort genutzt wurden. Das gleiche Muster trat bei verschiedenen Arten von Kieselalgen auf, was darauf hindeutet, dass druckbedingte Austritte im Ozean weit verbreitet sein könnten.
Das Team plant, während einer Arktisexpedition an Bord des deutschen Forschungsschiffs Polarstern in Oberflächen- und Tiefenwasser nach molekularen Signaturen dieses Prozesses zu suchen, um zu bestätigen, ob die Laborergebnisse auf den offenen Ozean übertragbar sind. Die Studie wurde von dänischen Einrichtungen und dem EU-Programm „Horizont 2020“ (Horizon 2020) unterstützt.
