I den yderste sydlige del af planeten, den Antartic Ocean spiller en enorm rolle i klimabalancen ved at fjerne kuldioxid fra atmosfæren. Forskellige målinger, herunder dem fra NASA, indikerer, at disse farvande De absorberer meget mere CO₂, end de frigiver, og konsoliderer sig selv som en referencedræn i det jordiske system.
Et internationalt værk, der for nylig blev udgivet i Nature Geoscience går i opløsning med teknologier fra ADN-antiguo udviklingen af biologisk produktivitet i regionen og placerer mikroalger Phaeocystis antarctica i midten af biologisk kulpumpeUndersøgelsen fokuserer på den antarktiske kuldevending (ACR), en kuldeperiode, der fandt sted for omkring 14.000 år siden, hvor planteplanktons sammensætning ændrede sig, og dermed også effektiviteten af CO₂-binding.
Phaeocystis antarctica, en nøgleaktør i naturlig CO₂-lagring
Genetiske og geokemiske data indikerer, at i løbet af ACR haptofytten Phaeocystis antarktis var den dominerende komponent i det fotosyntetiske samfund og overgik den 60 % af primærproduktionenAndre grupper, såsom kiselalger af slægten Fragilariopsis, forblev på omkring 15 %, hvilket tyder på en klar ændring i planteplanktons struktur.
Denne biologiske overlegenhed resulterede i en større evne til at opsamling af CO₂ gennem fotosyntese og overføre organisk materiale til dybt vand og sedimenter, hvilket forstærker den biologiske pumpefunktion. Derudover Phaeocystis kan opretholde næsten maksimale fotosyntesehastigheder selv med lav bestråling —typiske forhold under havis—, en fordel i forhold til grupper, der er mindre effektive til kulstofeksport.
Holdet observerede en klar sammenhæng: når mængden af Phaeocystis øgede niveauerne af Atmosfærisk CO₂ havde en tendens til at faldeDette omvendte forhold blev ledsaget af mere intens kulstoflagring i vandsøjlen og sedimenter, hvilket reducerede koncentrationen af drivhusgassen i luften.
Som en uafhængig støtte, indikatoren Ba/Fe —som sammenligner barium og jern i sedimenter—nåede høje værdier i intervallerne rige på PhaeocystisDette geokemiske signal er i overensstemmelse med produktivitetstoppe og en stigning i kulstofeksport til havbunden.
Gammelt DNA og geokemiske signaler til at aflæse Sydhavet
Den anvendte forskning sedaDNA (gammelt marint DNA) til en sedimentkerne udvundet fra næsten 2.000 meters dybde i Bransfield-strædet, nord for den Antarktiske Halvø. Denne teknik muliggør detektion af organismer, der ikke efterlader synlige fossiler, og løser dermed en klassisk begrænsning i palæobiologiske optegnelser i Sydhavet.
Den kombinerede tilgang massiv sekventering med kemiske analyser af barium og jern, samt bioinformatiske værktøjer og statistiske modeller. Ved at krydse linjer af genetisk og geokemisk evidens rekonstruerede teamet i detaljer ændringerne i samfundet af primærproducenter og deres indvirkning på CO₂-opsamling i løbet af de seneste årtusinder.
Perioder med overflod af Phaeocystis faldt sammen med forhold, der favoriserede større biologisk aktivitet og en mere effektiv kulstoffjerning fra atmosfæren til dybhavet. Dette mønster passer med synet på Sydhavet som et vigtigt dræn og hjælper forklare historiske variationer af atmosfærisk CO₂.
Forfatterne advarer dog om, at den nuværende reduktion af havis —forbundet med global opvarmning— kunne reducere hyppigheden og intensiteten af disse opblomstringer. En lavere forekomst af Phaeocystis ville betyde mindre kulstof tilbageholdt i havet og mere ophobning af CO₂ i atmosfæren.
Derudover Phaeocystis er en kilde til dimethylsulfid (DMS), en gas, der fremmer skydannelse og øger reflektionsevnen af solstråling. Hvis disse mikroalger mindskes, kan uklarheden også reduceres, hvilket svækker en naturlig mekanisme for klimaregulering og forstærker virkningerne af klimaforandringer.
Ved at kombinere banebrydende genetik og finjustering af sedimenter leverer dette arbejde en manglende brik i forståelsen af, hvordan ændringer i Antarktisk planteplankton styrer kulstofstrømme og klima. Resultaterne placerer Phaeocystis antarktis som et essentielt tandhjul i det maskineri, der gør det muligt for Sydhavet at opfange og lagre CO₂, samtidig med at det understreger denne process sårbarhed over for tabet af havis.
