ذخیره‌سازی کربن در اعماق اقیانوس‌های زمین همچنان پیچیدگی‌های شگفت‌انگیزی را آشکار می‌کند، زیرا دانشمندان به فرآیندهای پیچیده اقیانوس‌های ما بیشتر پی می‌برند.
این زیست‌بوم‌های وسیع زیرآبی نقش مهمی در تنظیم اقلیم سیاره ما ایفا می‌کنند و اغلب چرخه‌های بزرگ بیوشیمیایی توسط موجودات میکروسکوپی هدایت می‌شوند.
یکی از این کشفیات، نتیجه مطالعه‌ای است که اخیراً توسط مرکز ملی اقیانوس‌شناسی بریتانیا (NOC) انجام شده است.
این تیم تحقیقاتی دیدگاه جدیدی درباره نقشی که گروه خاصی از جلبک‌های میکروسکوپی در جذب و ذخیره‌سازی طبیعی کربن در اقیانوس ایفا می‌کنند، ارائه کرده است.
ذخیره‌سازی کربن در اقیانوس جنوبی
جلبک‌های میکروسکوپی معروف به دیاتوم‌ها نقش مهمی در انتقال کربن به اعماق اقیانوس ایفا می‌کنند، به ویژه در اقیانوس جنوبی که حدود یک‌سوم کربن آلی ذخیره‌شده در اقیانوس‌های جهان را در خود جای داده است.
دیاتوم‌ها ساختارهای متراکم و سیلیسی خاصی دارند که شبیه خانه‌های شیشه‌ای کوچک هستند.
دانشمندان مدت‌ها بر این باور بودند که این ساختارها وزن کافی – یا همان خاصیت بالاست – را برای فرو رفتن دیاتوم‌ها به اعماق آب فراهم می‌کنند و کربن را نیز همراه خود به اعماق آبی می‌برند.
دکتر ساری گیرینگ، سرپرست تحقیق در NOC، می‌گوید:
«اقیانوس نقش کلیدی در چرخه جهانی کربن ایفا می‌کند و گیاهان میکروسکوپی کوچک سالانه میلیاردها تن کربن را از اتمسفر جذب می‌کنند.»
او اضافه کرد:
«سال‌ها تصور می‌شد که این گروه از پلانکتون‌ها – یعنی دیاتوم‌ها – نقش حیاتی در انتقال کارآمد کربن به اعماق اقیانوس دارند، جایی که این کربن از تماس با اتمسفر دور می‌ماند.»
بازنگری در پمپ بیولوژیکی کربن
دیاتوم‌ها و انواع دیگر فیتوپلانکتون‌ها کربن را در نزدیکی سطح دریا جذب می‌کنند. این فرآیند بخشی از چیزی است که به آن «پمپ بیولوژیکی کربن» گفته می‌شود – مجموعه‌ای از فرآیندها که کربن را به اعماق اقیانوس منتقل می‌کنند.
اما طبق یافته‌های اخیر مطالعه NOC، اسکلت دیاتوم‌ها به طور کامل به اعماق نمی‌روند. در عوض، در نزدیکی سطح باقی می‌مانند، در حالی که کربن از طریق روش‌های دیگر – که هنوز شناسایی نشده‌اند – به اعماق اقیانوس منتقل می‌شود.
دکتر گیرینگ توضیح داد:
«اکنون می‌دانیم که دیاتوم‌ها همیشه به اندازه‌ای که فکر می‌کردیم به پمپ کربن اقیانوس جنوبی کمک نمی‌کنند. این به این معناست که فرآیندهای ناشناخته یا ضعیف اندازه‌گیری‌شده‌ای در اعماق اقیانوس وجود دارند که باید بیشتر درباره آن‌ها یاد بگیریم.»
آینده ذخیره‌سازی کربن در اقیانوس
دانشمندان نگرانی فزاینده‌ای دارند که گرم شدن اقیانوس‌ها می‌تواند بر تولید دیاتوم‌ها تأثیر بگذارد و در نتیجه، اثربخشی پمپ بیولوژیکی کربن در اقیانوس جنوبی را کاهش دهد.
اما این مطالعه اخیر نشان می‌دهد که این تغییرات ممکن است ظرفیت ذخیره‌سازی کربن در اقیانوس جنوبی را به اندازه‌ای که قبلاً تصور می‌شد، تحت تأثیر قرار ندهند.
جک ویلیامز، پژوهشگر دانشگاه ساوت‌همپتون، می‌گوید:
«اقیانوس جنوبی به گرم شدن اقیانوس آسیب‌پذیر است، که ممکن است دسترسی به مواد مغذی را تغییر داده و در آینده تعداد دیاتوم‌ها را کاهش دهد. اما نتایج ما نشان می‌دهند که این تغییرات ممکن است تأثیر زیادی بر قدرت ذخیره‌سازی کربن در اقیانوس جنوبی نداشته باشند.»
کربن همچنان به اعماق اقیانوس فرو می‌رود، که نشان می‌دهد فرآیندهایی در «منطقه گرگ و میش» اقیانوس وجود دارند که هنوز کشف نشده‌اند.
شناسایی این فرآیندها برای پیش‌بینی دقیق‌تر نحوه ذخیره‌سازی کربن در آینده بسیار حیاتی است.
منطقه گرگ و میش: مرزهای جدید اکتشاف
منطقه گرگ و میش، لایه‌ای میانی در اقیانوس با عمق ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ متر، به عنوان منطقه‌ای حیاتی برای دانشمندان در مطالعه ذخیره‌سازی کربن پدیدار شده است. علی‌رغم نام آن، این منطقه به هیچ وجه یک فضای بی‌جان نیست.
این منطقه میزبان یک اکوسیستم پویا از موجودات و فرآیندهای پیچیده است که تنها اکنون در حال درک شدن هستند.
یافته‌های اخیر نشان می‌دهند که بخش بزرگی از کربنی که به اعماق اقیانوس منتقل می‌شود، از این لایه سرچشمه می‌گیرد و از مکانیزم‌هایی که به طور سنتی با پلانکتون‌های سطحی مانند دیاتوم‌ها مرتبط بوده، عبور می‌کند.
در این منطقه کم‌نور، کربن توسط ذرات در حال فرو رفتن معروف به «برف دریایی» – ترکیبی از مواد آلی، پلانکتون‌های مرده و سایر ضایعات – حمل می‌شود. با این حال، فرآیندهای دقیق که این فرورفتن را ممکن می‌کنند، همچنان ناشناخته‌اند.
منطقه گرگ و میش نقش دروازه‌بان را دارد و تعیین می‌کند که چه مقدار کربن به اعماق اقیانوس می‌رسد. درک این مسیرها برای بهبود مدل‌های اقلیمی و پیش‌بینی نحوه واکنش ذخیره‌سازی کربن اقیانوسی به گرمایش جهانی حیاتی است.
تحقیقات جاری درباره منطقه گرگ و میش ممکن است کلید بهره‌برداری کامل از پتانسیل ذخیره‌سازی کربن اقیانوس را در اختیار بگذارد و بینش‌هایی فراهم کند که شاید استراتژی‌های حفاظتی و رویکرد ما به مقابله با تغییرات اقلیمی را بازتعریف کنند.
این مطالعه به طور کامل در مجله Nature منتشر شده است.
