اكتشف العلماء مصدر غذاء غير متوقع في أعماق المحيط يمكن أن يغير كيفية فهم الباحثين لكل من النظم البيئية البحرية ودورة الكربون على الأرض. تشير دراسة جديدة من جامعة الدنمارك الجنوبية (SDU) إلى أن ميكروبات الأعماق البحرية لا تعيش في مثل هذا البيئة التي تفتقر إلى العناصر الغذائية.
وجدت الأبحاث أن الجزيئات الصغيرة الغارقة المعروفة باسم "ثلج البحر" تطلق الكربون والنيتروجين المذابين أثناء هبوطها إلى أعماق المحيط. تصبح العناصر الغذائية المسربة مصدر غذاء فوري للميكروبات التي تعيش في المياه المحيطة.
ضغط المحيط العميق يفتح العناصر الغذائية المخفية
يتكون ثلج البحر من كتل صغيرة من الطحالب الميتة والميكروبات ومواد عضوية أخرى تطفو عبر المحيط. وفقًا للدراسة، بمجرد أن تصل هذه الجزيئات إلى أعماق تتراوح بين 2 إلى 6 كيلومترات، يبدأ الضغط الهيدروستاتيكي الهائل في دفع المواد العضوية المذاب منها.
يقول مؤلف الدراسة الأول، البيولوجي والأستاذ المساعد بيتر ستيف من مراكز الأبحاث Nordcee ومركز الأبحاث الدنماركي للبحوث العميقة، "يعمل الضغط تقريبًا مثل عصارة عملاقة"، "إنه يضغط المركبات العضوية المذابة من الجزيئات، ويمكن للميكروبات استخدامها على الفور."
نُشرت النتائج في مجلة Science Advances في الورقة ، "الضغط الهيدروستاتيكي يحفز تسرباً قوياً للمواد العضوية المذابة من جزيئات "ثلج البحر".
يقدر الباحثون أن ثلج البحر الغارق يمكن أن يفقد ما يصل إلى 50% من كربونه الأصلي و بين 58% و 63% من نيتروجه الأصلي أثناء هبوطه عبر أعماق المحيط.
يمكن أن يعيد اكتشاف الموضوع تشكيل فهم دورة الكربون
لنتائج أيضًا تداعيات مهمة على دورة الكربون على الأرض.
افترض العلماء لفترة طويلة أن الكثير من الكربون الذي تحمله ثلوج البحر في النهاية يتم دفنه في رواسب المحيط العميق. ومع ذلك، إذا تسربت كميات كبيرة من الكربون قبل أن تصل الجزيئات إلى قاع البحر، فقد يكون هناك أقل من الكربون المدفون بشكل دائم في الرواسب مما كان يُعتقد سابقًا.
بدلاً من ذلك، تبقى الكثير من تلك الكربونات المذابة معلقة في المياه العميقة للمحيط، حيث يمكن أن تبقى لمئات أو حتى آلاف السنين قبل أن تعود تدريجياً إلى سطح المحيط وفي النهاية إلى الغلاف الجوي. الكربون الذي يتم دفنه في رواسب قاع البحر، بالمقابل، يمكن أن يبقى محبوسًا لآلاف السنين، ويتراكم على مدى فترات زمنية شاسعة. تشكل الكثير من النفط والغاز الطبيعي المستخرج اليوم من خلال هذه العملية الطويلة.
"تؤثر هذه العملية على كمية الكربون التي يمكن أن يخزنها المحيط ومدة التخزين"، يقول بيتر ستيف، "إنه ذو صلة لفهم العمليات المناخية ولتحسين النماذج المستقبلية."
محاكاة ثلج البحر تحت ضغط شديد
للتحقيق في العملية، أعاد الباحثون إنشاء ثلج البحر في المختبر باستخدام الدياتومات، الطحالب المجهرية التي تتجمع بشكل طبيعي أثناء هبوطها عبر المحيط.
وضعت الفريق هذه الجزيئات الاصطناعية داخل خزانات ضغط دوارة مصممة خصيصًا أبقت ثلج البحر معلقًا بدلًا من السماح له بالاستقرار. سمح هذا الإعداد للباحثين بقياس مقدار الكربون والنيتروجين الذي تسرب تحت ظروف مشابهة لتلك الموجودة في أعماق المحيط.
أظهرت تجاربهم أن ما يصل إلى نصف محتوى الكربون لجزيء ما تسرب أثناء الهبوط. كانت معظم المواد التي أُطلقَت تتكون من بروتينات وكربوهيدرات يمكن أن تستهلكها بسهولة الميكروبات الحرة الوجود في أعماق المحيط.
سجلت العناصر الغذائية المتسربة نمو ميكروبي سريع.
في غضون يومين فقط، زادت وفرة البكتيريا…