Merijään levien ja bakteerien tuottama mikrogeeli on tärkeä jäätyvien merien hiilinielu

Pohjoisen ja Eteläisen jäämeren ajojään koskemattoman lumipeitteen alla jään sisällä kukoistaa mikroskooppisen pienten levien ja bakteerien yhteisö. Nämä yhteisöt ovat sopeutuneet kasvamaan jään pinnoilla ja jäälauttojen sisällä risteilevissä uurteiden ja sulien suolavesikanavien muodostamissa labyrinteissä.

Kasvuympäristön olosuhteet ovat ankarat, sillä lämpötila on usein alle -10°C (jopa -20°C), valoa on vähän ja jään sisältämän veden suolapitoisuus saattaa olla erittäin korkea eli jopa kuusi tai seitsemän kertaa suurempi kuin näiden eliöiden alkuperäisessä ympäristössä. Monet merieliöt erittävät geelimäisiä aineita suojaamaan ympäristön rasituksilta. Nämä jäässä asuvat levät ja bakteerit tekevät samoin. Ne erittävät suuria määriä geelejä, jotka koostuvat erityyppisistä polysakkarideista. Näiden geelien vaikutuksen on todettu ulottuvan paljon laajemmalle kuin vain mikro-organismeihin, joita geelit ympäröivät. Mikrogeelien olemassaolo saattaa vaikuttaa siihen, miten levien sitoma hiili matkaa valtameren pohjaan, ja jopa säätilaan.

"Geelit ympäröivät soluja. Ne toimivat puskureina äärilämpötiloja ja suolaisuutta vastaan. On myös löydetty todisteita siitä, että geelit tai niiden sisältämät aineet saattavat muuttaa jääkiteiden muodostumista, eli ne vaikuttavat koko jään rakenteeseen", toteaa David Thomas.

Mikrogeelien tuotantoa ja niiden laajamittaisia vaikutuksia maailman valtamerien jään peittämiin syvyyksiin ovat vuodesta 2006 tutkineet Essexin yliopiston professori Graham Underwood, tohtori Shazia Aslam sekä Suomen Akatemian FiDiPro-tutkimusprofessorina Suomen ympäristökeskuksessa työskentelevä David Thomas useissa projekteissa. Tutkimusten rahoittajana toimii Ison-Britannian Ympäristötieteellinen tutkimusakatemia.

Underwood, Aslam ja Thomas muodostivat yhdessä australialaisten ja kanadalaisten kollegoidensa kanssa tutkimusryhmän keräämään ja analysoimaan jäänäytteitä, joita on kairattu sekä pohjoiselta arktiselta alueelta että eteläiseltä Antarktikselta. Seitsemän vuoden työn ja monen jäätävän kylmän tutkimusretken jälkeen ryhmä on julkaissut melko yllättäviä tuloksia. Sekä arktisella alueella että Antarktiksella näyttävät merijään fyysinen ominaisuuden, sen sisältämä mikrobiologinen eliöstö ja geelien määrä olevan voimaakasti yhteydessä toisiinsa.

"Tämä tarkoittaa, että pystymme nyt arvioimaan jään sisältämien geelien määrän melko rutiininomaisten mittausten avulla: tarvitaan tiedot jäälautan paksuudesta, jään lämpötilasta ja suolaisuudesta sekä jäässä olevan eliöstön määrästä", kertoo Thomas. "Tämä on valtava edistysaskel, sillä näin voimme arvioida näiden materiaalien merkityksen Antarktiksen ja arktisen alueen miljoonien neliökilometrien ajojään kannalta."

Miksi tämä on niin tärkeää? Geelit edistävät myös solurykelmien muodostumista, kun soluja vapautuu sulavasta jäästä. Nämä tahmeat massat putoavat nopeammin merenpohjaan ja vievätmukanaan ravinteita (ja hiiltä). On myös todisteita siitä, että meren pinnan mikrogeelit voivat joutua ilmaan ja toimia lopultapilvien tiivistymisytimenä. Näin niillä on vaikutusta myös säätilaan.
Jäässä olevien levien ja bakteerien suojaksi tuotetuilla geeleillä voi olla perustavanlaatuisia vaikutuksia hiilen pitkäaikaiseen sitoutumiseen merenpohjaan, ja jopa säätilaan. Tämän lisäksi geelit vaikuttavat luontoon ja itse jään rakenteeseen.

Tutkimus on ilmestynyt nimellä GJC Underwood, S Aslam, C Michel, A Niemi, L Norman, KM Meiners, J Laybourn-Parry, H Paterson & DN Thomas. 2013. Broad-scale predictability of carbohydrates and exopolymers in Antarctic and Arctic sea ice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, DOI 10.1073/pnas.1302870110

Lähde: SYKE

0 kommenttia:

Lähetä kommentti