แพลงก์ตอนพืช-ลิฟต์สู่ทะเลน้ำลึก

May 28, 2018 ปรากฏการณ์ใหม่ที่ค้นพบใต้น้ำแข็งในทะเลอาร์กติก

เข็มยิปซั่มขนาดเล็กสามารถทำให้สาหร่ายมีน้ำหนักมากจนจมลงอย่างรวดเร็ว โดยขนส่งคาร์บอนจำนวนมากลงสู่ทะเลลึกตลอดทาง นักวิจัยจากสถาบัน Alfred Wegener ได้สังเกตเห็นปรากฏการณ์นี้ในแถบอาร์กติกเป็นครั้งแรก การกำจัดสาหร่ายจำนวนมากนี้อาจทำให้สารอาหารจำนวนมากสูญเสียไปกับน้ำ ผิวน้ำ ในอนาคต

เมื่อสาหร่ายทะเลตาย พวกมันมักจะ ลอย อยู่ในการเคลื่อนที่ช้าๆ ในระหว่างการสำรวจอาร์กติกด้วยเรือตัดน้ำแข็งเพื่อการวิจัย "Polarstern" ในฤดูใบไม้ผลิปี 2558 นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน Alfred Wegener ศูนย์ Helmholtz เพื่อการวิจัยขั้วโลกและทางทะเล (AWI) ค้นพบปรากฏการณ์ที่เร่งการขนส่งนี้อย่างมีนัยสำคัญ: เข็มยิปซั่มเล็ก ๆ ในระหว่างการแช่แข็งเกลือใน ช่องรูพรุนของน้ำแข็งทะเลอาร์กติก สาหร่ายดึงลงมาเหมือนบัลลาสต์หนักภายในไม่กี่ชั่วโมง เช่นเดียวกับในลิฟต์ คาร์บอนจะถูกลำเลียงออกไป “จนถึงขณะนี้ กลไกนี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด” ดร.เมด นักธรณีวิทยาชีวภาพทางทะเลกล่าว Jutta Wollenburg ผู้ค้นพบสาหร่ายที่ถ่วง ถ่วงน้ำหนัก ด้วยเข็มยิปซั่มที่ก้นทะเล ขณะนี้เธอได้ร่วมกับทีมนักวิจัยนานาชาติและได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับเรื่องนี้ในวารสาร Scientific Reports "การส่งออกสาหร่ายอย่างรวดเร็วอาจส่งผลที่ตามมาหลายประการต่อการไหลของวัสดุและผลผลิตของอาร์กติก ซึ่งเรายังไม่สามารถประมาณขอบเขตได้"

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง สาหร่ายจะดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์เช่นเดียวกับพืชบนบกเพื่อสร้าง เพิ่มสารประกอบน้ำตาลที่ให้พลังงานสูง สาหร่าย ถอด คาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ เมื่อสาหร่ายตายมันก็จม แต่จริงๆ แล้วมีเพียงส่วนหนึ่งเท่านั้นที่ไปถึงก้นทะเล เนื่องจากมวลสาหร่ายส่วนใหญ่ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ทันทีในพื้นที่ใกล้ผิวน้ำทะเล แบคทีเรียจะสลายสาหร่ายและปล่อยสารอาหารที่มีอยู่ในสาหร่ายและคาร์บอนไดออกไซด์ออกมาด้วย ดังนั้นมวลสาหร่ายเพียงเศษเสี้ยวเท่านั้นที่ไปถึงทะเลน้ำลึก อย่างไรก็ตาม เข็มยิปซั่มดูเหมือนจะดึงกลุ่มสาหร่ายลงมาอย่างรวดเร็วจนไม่มีเวลาเหลือสำหรับการย่อยสลาย ซึ่งช่วยให้มวลสาหร่ายเจาะลึกได้มากขึ้น

อย่างไรก็ตาม หากเข็มยิปซั่มดึงสาหร่ายลงไปก่อนที่แบคทีเรียจะประมวลผลสาหร่ายได้ สารอาหาร เช่น ไนเตรต อาจสูญเสียไปจากชั้นน้ำด้านบน สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนสายใยอาหารในทะเลได้ เนื่องจากสารอาหารมีไม่เพียงพอต่อการเจริญเติบโตของสาหร่ายซึ่งกินปูตัวเล็กเป็นอาหารของปลา “ในทางกลับกัน อาหารจำนวนมากจะลงสู่ทะเลน้ำลึกผ่านการขนส่งยิปซั่ม ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีอาหารค่อนข้างน้อย” Jutta Wollenburg กล่าว "เราเคยเห็นมาก่อนแล้วว่าการเปลี่ยนแปลงการบริโภคอาหารส่งผลต่อชุมชนอาร์กติกในเชิงลึก"

ปรากฏการณ์ที่เพิ่งสังเกตพบนี้ทำให้เกิดคำถามมากมาย Jutta Wollenburg ตระหนักถึงเรื่องนี้เมื่อเธอเปิดตัวสิ่งที่เรียกว่า multicorer (MUC) บนเรือวิจัย Polarstern ด้วยอุปกรณ์นี้ ตัวอย่างตะกอนจะถูกดึงมาจากก้นทะเล นอกจากนี้อุปกรณ์ยังติดตั้งกล้องวิดีโอด้วย “ระหว่างการเดินทางลงไปด้านล่าง เราเห็นสะเก็ดสาหร่ายหนาอย่างต่อเนื่องตกลงมาอย่างรวดเร็ว และมีก้อนเหล่านี้จำนวนมากอยู่บริเวณก้นทะเล” ซึ่งทำให้ Jutta Wollenburg สะดุ้ง: ความหนาแน่นของสาหร่ายใต้น้ำแข็งปกคลุมตลอดความลึกของน้ำจนถึงก้นทะเลไม่เคยมีการอธิบายโดยนักวิทยาศาสตร์มาก่อน ด้วย Multicorer เธอนำก้อนสาหร่ายขึ้นมาบนเรือ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เธอเห็นว่ามีเข็มคริสตัลยาวนับไม่ถ้วนอยู่ระหว่างสาหร่าย ย้อนกลับไปที่ Bremerhaven เพื่อนร่วมงานตรวจสอบวัสดุและพบว่าเห็นได้ชัดว่าเป็นปูนปลาสเตอร์ ยิปซั่มประกอบด้วยแร่ธาตุแคลเซียมและซัลเฟต ซึ่งสะสมในระหว่างกระบวนการแช่แข็งในช่องรูพรุนของน้ำแข็งในทะเล

"ในระหว่างนี้ เรารู้ว่าเข็มจะก่อตัวขึ้นในน้ำแข็งในทะเลที่อุณหภูมิต่ำ" AWI อธิบาย นักฟิสิกส์น้ำแข็งทะเล คริสเตียน แคทลีน. "เมื่อน้ำแข็งเริ่มละลายในฤดูใบไม้ผลิ เข็มยิปซั่มจะถูกปล่อยออกมาในปริมาณมาก"

สิ่งนี้น่าทึ่งสำหรับ Jutta Wollenburg เพราะการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ขณะเดียวกัน น้ำแข็งในทะเลเพียงหนึ่งปีเท่านั้นที่จะละลายเลยทีเดียว ก่อนหน้านี้. ในอนาคตเข็มยิปซั่มจะถูกปล่อยบ่อยขึ้นในช่วงที่แพลงก์ตอนบาน นอกจากนี้น้ำแข็งในทะเลเริ่มเปราะและโปร่งแสงมากขึ้น เป็นผลให้ใต้น้ำแข็งมีสาหร่ายบานสะพรั่งมากขึ้น “ในอนาคต ปรากฏการณ์ทั้งสองนี้อาจมารวมกันบ่อยขึ้น นั่นคือการบานของสาหร่ายและการหลุดของเข็มยิปซั่ม” นักนิเวศวิทยาน้ำแข็งในมหาสมุทรของ AWI กล่าว อิลก้า พีเคน. "สิ่งนี้อาจนำไปสู่มวลสาหร่ายจำนวนมาก" ซึ่งอาจส่งผลถึงชีวิตในน่านน้ำอาร์กติก “อาจเป็นไปได้ว่าในระยะยาวในภูมิภาคเหล่านี้ ความเข้มข้นของสารอาหารในชั้นน้ำตอนบนลดลง ซึ่งในระยะยาวยังส่งผลต่อจำนวนปลาและการตกปลาในท้ายที่สุดด้วย "Jutta Wollenburg กล่าว

ลิงก์ไปยังการศึกษา: https://www.nature.com/articles/s41598-018-26016-0 " title="" target="_blank" > https://www.nature.com/articles/s41598-018-26016-0