Scientists discover new facts about colored organic matter in deep ocean

environmentmarine scienceoceanographycarbon cyclepicocyanobacteria
About half of atmospheric carbon dioxide is fixed by ocean

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

Xem thêm

roatanmarineparkadammoore
Benefits of Marine Reserves: What Divers Should Know

Lợi ích của khu bảo tồn biển: Những điều thợ lặn cần biết

Từ những lợi ích về đa dạng sinh học đến khả năng chống chịu với biến đổi khí hậu, hãy cùng khám phá những lợi ích của các khu bảo tồn biển và lý do tại sao việc bảo vệ hệ sinh thái đại dương lại quan trọng hơn bao giờ hết.

1 ngày trước
jman78
Kids Scuba Trips: Tips for Finding Family-Friendly Options

Các chuyến đi lặn biển cho trẻ em: Mẹo tìm kiếm các lựa chọn phù hợp cho gia đình

Lên kế hoạch cho chuyến đi lặn biển cùng gia đình? Khám phá những điểm lặn thân thiện với gia đình nhất, những lời khuyên về trang thiết bị cần thiết và cách chọn trung tâm lặn được chứng nhận trên toàn thế giới.

3 ngày trước
predrag-vuckovic
How to Become a Freediving Instructor: A Six-Month Roadmap

Làm thế nào để trở thành một huấn luyện viên lặn tự do: Lộ trình sáu tháng

Bạn đang thắc mắc làm thế nào để trở thành huấn luyện viên lặn tự do? Cẩm nang sáu tháng này sẽ hướng dẫn bạn các khóa học, kỹ năng và các bước để từ người mới bắt đầu trở thành chuyên gia.

5 ngày trước
wei-shang
How Can You Become a Mermaid? The Ultimate Guide

Làm thế nào để trở thành nàng tiên cá? Hướng dẫn chi tiết

Làm thế nào để trở thành nàng tiên cá? Khám phá mọi thứ bạn cần để bắt đầu hành trình trở thành nàng tiên cá ngay hôm nay—đào tạo, kỹ năng, an toàn và các khóa học nàng tiên cá tốt nhất.

7 ngày trước
mares
Best Gear for Scuba Diving Instructors: What the Pros Use

Thiết bị tốt nhất cho người hướng dẫn lặn biển: Những gì các chuyên gia sử dụng

Sở hữu thiết bị tốt nhất được thiết kế dành cho người hướng dẫn lặn biển—BCD, bộ điều chỉnh và máy tính chuyên nghiệp được thiết kế để phục vụ cho việc giảng dạy hàng ngày và trong điều kiện khắc nghiệt.

9 ngày trước