Scientists discover new facts about colored organic matter in deep ocean

environmentmarine scienceoceanographycarbon cyclepicocyanobacteria
About half of atmospheric carbon dioxide is fixed by ocean's phytoplankton (c) Dominik Vögtli

Picocyanobacteria found to be major cause of it

About half of atmospheric carbon dioxide is fixed by ocean's phytoplankton, mainly picocyanobacteria, through photosynthesis.

Picocyanobacteria are unicellular microorganisms that are widely distributed in freshwater and marine environments. A large portion of biologically fixed carbon is formed by these phytoplankton at the sea surface and then transported to the deep ocean. But it is still unclear how colored dissolved organic matter (which originates from plant detritus on land or at sea) ends up in the deep ocean.

"We are still at the beginning of understanding the marine carbon cycle," said Michael Gonsior, a chemist at the University of Maryland Center for Environmental Science (UMCES). He added that the sources of specific chemicals in the ocean was not yet well defined as it was a vast and complex system.

In the deep ocean, dissolved organic matter displays a fluorescence signal similar to the humic-like fluorescence found in a river or stream. Many scientists have hypothesized that this material is derived from rivers and streams that carry it off the land and into the ocean. However, there is growing evidence that there are marine sources of this material, which may explain the majority of this colored material found in the deep ocean.

UMCES researchers Gonsior and Feng Chen took the first step in characterizing the organic matter released from marine picocyanobacteria.

"Our original plan was to understand the fate of organic carbon released from viral lysis of picocyanobacteria," said Chen, a molecular biologist.

For the first time, they have shown that cultured picocyanobacteria – Synechococcus and Prochlorococcus – release fluorescent components that closely match these typical fluorescent signals found in oceanic environments.

Both Synechococus and Prochlorocccos are the most abundant carbon fixers in the ocean. It is predicted that picocyanobacteria, which prefer warmer temperatures, may increase 10 to 20 percent by the end of the century if ocean warming continues.

"When you sail on the blue ocean, a lot of picocyanbacteria are working there. They turn carbon dioxide into organic carbon and are likely responsible for some of the deep ocean color coming from organic matter," said Gonsior.

Gonsior and Chen studied the strain of Synechococus and stumbled upon the discovery. They planned to measure the fate of dissolved organic matter by examining the molecular composition using state-of-the-art mass spectrometry undertaken in collaboration with Professor Philippe Schmitt-Kopplin at the Helmholtz Center for Environmental Health in Munich, Germany.

Many biological compounds glow when excited with light. Gonsior conducted optical analyses that measured the absorbance and fluorescence.

"When I saw the first fluorescence measurements of these samples, it was very clear what was going on. We found those picocyanobacteria were releasing fluorescent organic matter, which mimics that what we see in both the deep ocean, but also in rivers and streams," said Gonsior.

"To me, this is exciting because you have such abundant photosynthetic cyanobacteria in the ocean. We’ve known that for a long time but nobody made a connection between picocyanobacteria and fluorescent dissolved organic matter," said Chen.

Source of information

About half of atmospheric carbon dioxide is fixed by ocean's phytoplankton (c) Dominik Vögtli

Bài viết này được dịch tự động và có thể chứa một số lỗi nhỏ; vui lòng tham khảo bản gốc tiếng Anh nếu có thắc mắc.

Xem thêm

-iStock-danilovi
Malta Diving: 10 Best Dive Sites in Malta, Gozo & Comino
AI KB

Lặn ở Malta: 10 địa điểm lặn tốt nhất ở Malta, Gozo và Comino

Lên kế hoạch cho chuyến đi lặn biển tại Malta với 10 địa điểm nổi bật trải dài khắp Malta, Gozo và Comino, từ các hang động ngập tràn ánh sáng xanh và các điểm lặn ven bờ đến những xác tàu lịch sử.

1 ngày trước
predragvuckovic
Young Scuba Divers – Help Kids Become Confident Divers
AI KB

Người lặn trẻ – Giúp trẻ em trở thành những người lặn tự tin

Hãy giúp các người lặn trẻ xây dựng sự tự tin thông qua các hoạt động bơi lặn ống thở, chương trình SSI Explorers, khóa huấn luyện Junior Open Water và các trải nghiệm dưới nước phù hợp với lứa tuổi.

3 ngày trước
SAMUEL-SMITH
Mermaid Skills: Master Buoyancy for Effortless Movement
AI KB

Kỹ năng Người cá: Làm chủ độ nổi để di chuyển dễ dàng

Nâng cao kỹ năng lặn như người cá với những mẹo thực tế về độ nổi để có tư thế cơ thể tốt hơn, thở đúng cách, kiểm soát tốt và di chuyển uyển chuyển dưới nước.

5 ngày trước
predrag_vuckovic
Scuba Diving Breathing: How to Stay Calm and Conserve Air
AI KB

Lặn bình khí: Cách giữ bình tĩnh và tiết kiệm khí

Cải thiện kỹ thuật thở khi lặn bình khí thông qua các kỹ thuật bình tĩnh, ổn định giúp bạn thư giãn, duy trì độ nổi, tránh những sai lầm thường gặp và tiết kiệm khí.

7 ngày trước
iStock-atese
Strange Sea Creatures: 10 Weird Animals Divers Can Spot
AI KB

Những sinh vật biển kỳ lạ: 10 loài động vật kỳ quái mà người lặn có thể bắt gặp

Khám phá 10 loài sinh vật biển kỳ lạ mà người lặn có thể bắt gặp, từ cá ếch và lươn dải đến tôm bọ ngựa và sên biển, cùng những mẹo để tìm kiếm các loài sinh vật biển ẩn mình.

9 ngày trước