Satelitné snímky 20 rokov klamali vedcov o zložení oceánskeho planktónu. Teraz odhalili tajomstvo žiariacej škvrny

Predstav si obrovskú tyrkysovú škvrnu uprostred šedomodrých vôd najsevernejšieho oceánu sveta. Práve takýto pohľad sa naskytol vedcom, keď študovali satelitné snímky Južného oceánu začiatkom tohto tisícročia. Záhadná žiara ich fascinovala a zároveň miatla.

Oceánografi sa konečne rozhodli vyriešiť túto hádanku. Zmapovali koncentrácie fytoplanktónu a biochemických zlúčenín v tejto oblasti. Výsledky odhalili zvláštnu kombináciu mikroorganizmov, ktorá postavila na hlavu doterajšie predstavy o tom, ako ľadové vody najjužnejšieho oceánu sveta pohlcujú uhlík.

Informujú o tom web Science Alert a štúdia uverejnená na portáli Advancing Earth and Space Sciences.

Veľký kalcitový pás a jeho tajomné obyvateľstvo

Severne od tyrkysovej škvrny sa rozprestiera reflexný prstenec morskej vody, ktorý vedci nazvali veľký kalcitový pás. Objavili ho tiež pred dvoma desaťročiami. Ukázalo sa, že obsahuje miliardy podivne vyzerajúcich organizmov nazývaných kokolitofory. Tieto „požierače slnka“ dostali meno podľa svojich reflexných šupín – kokolitov.

Kokolitofory používajú anorganický uhlík na výrobu svojich kalcitových šupín. Zohrávajú kľúčovú úlohu v globálnom uhlíkovom cykle. Každý rok koncentrujú približne 30 miliónov ton tohto prvku. Vysoké koncentrácie kokolitov zvyšujú odrazivosť oceánu. Satelitní oceánografi to bežne využívajú na odhad koncentrácie kalcitu v oceáne.

Záhadná škvrna žiarivej modrozelene južne od veľkého kalcitového prstenca by sa dala vysvetliť kokolitmi. Problém je v tom, že tamojšie vody by mali byť príliš studené na to, aby sa týmto mikroorganizmom darilo.

Tyrkysové prílivy zostávali často skryté pred búrkavým morom, hustými mrakmi a ľadovcami. Zo satelitu sa na ne dalo len ťažko nazerať. Oceanograf Barney Balch a jeho kolegovia sa rozhodli, že jediný spôsob, ako zistiť, čo sa tam skutočne deje, je vydať sa na more.

Expedícia za pravdou

Balch a jeho tím sa vydali na výskumnej lodi Roger Revelle z Havaja smerom k južnému pólu. Prechádzali cez veľký kalcitový pás, ktorý bol v plnom kvete – vládlo tam leto južnej pologule.

„Satelity vidia len vrchných niekoľko metrov oceánu. My sme sa však dokázali ponoriť hlbšie viacerými meraniami v rôznych hĺbkach,“ vysvetľuje Balch. „Nič sa nevyrovná meraniu niečoho viacerými spôsobmi pri rozprávaní úplného príbehu.“

Merania zahŕňali farbu oceánu, rýchlosť kalcifikácie, rýchlosť fotosyntézy a najdôležitejšie – koncentrácie anorganického uhlíka a oxidu kremičitého. Tieto minerály reprezentujú kokolitofory a ich súperov – rozsievky, ktoré si vytvárajú vlastné mikroskopické schránky zo skla oxidu kremičitého.

Oba tieto planktóny – rozsievky aj kokolitofory – obsadzujú podobné ekologické výklenky. Stávajú sa tak prirodzenými konkurentmi. Oba sekvestrujú organický uhlík v hlbinách oceánu a vyrábajú energiu, ktorá živí obrovské morské potravinové reťazce rozprestierajúce sa po celom svete.

Prekvapivé odhalenie v ľadových vodách

Veľký kalcitový pás vedci vždy považovali za územie kokollitoforov. Všade južne od jeho polárnej fronty mal byť región rozsievok.

„Vody s vysokou odrazivosťou ďalej južne od veľkého kalcitového pásu vedci pravidelne pozorovali, ale pochybovali o nich. kokolitofory sa obvykle nenachádzajú v takých studených vodách,“ píšu autori štúdie.

Namiesto toho navrhovali, že zvýšenú odrazivosť mohli spôsobiť iné vysoko reflexné materiály. Uvažovali o voľnom ľade, ľadovcovej múčke, kvetoch rias Phaeocystis, zvýšenom výskyte bublín alebo inom suspendovanom materiáli.

Vzorky vody však priniesli nielen prvý dôkaz kalcifikácie v týchto južných vodách, ale aj priame vizuálne dôkazy kokolitoforov žijúcich tam, kde nikto nečakal.

„Stredné koncentrácie kokolitoforov s platničkami a oddelených kokolitov sme pozorovali južne od veľkého kalcitového pásu až po 60. stupeň južnej šírky,“ uvádzajú autori.

Niekoľko zatúlaných kokolitov však nemôže odrážať dostatok svetla na vysvetlenie jasu na satelitných snímkach.

Skutočný vinník žiary oceánu

Ukázalo sa, že rozsievky sú v týchto vodách také husté, že ich sklenené, reflexné štruktúry dokázali vytvoriť podobný optický efekt ako kokolitofory.

„Naše výsledky naznačujú, že tieto vysoko reflexné polárne vody vznikajú rozptylom svetla frustulami rozsievok, nie kokolitoformi. V satelitných meraniach ich nesprávne identifikovali ako časticový anorganický uhlík,“ píšu vedci.

Balch a kolegovia navrhujú, že spôsob, akým satelity odhadujú časticový organický uhlík, bude treba prehodnotiť vzhľadom na tieto zistenia.

„Rozširujeme náš pohľad na to, kde kokolitofory žijú. Konečne začíname chápať vzory, ktoré vidíme na satelitných snímkach tejto časti oceánu, do ktorej sa len zriedka dostaneme,“ hovorí Balch.

Toto odhalenie mení naše chápanie toho, ako fungujú oceánske ekosystémy v extrémnych podmienkach. Ukazuje, že príroda dokáže prekvapiť aj skúsených vedcov a že mnohé záhady našej planéty stále čakajú na objav.

Čítaj viac z kategórie: Zaujímavosti