Experiment med små, skaldjur i havet tyder på att stora förändringar i den globala kolcykeln är på gång, enligt en studie från University of California, Davis.

För studien, publiceras i tidskriften Vetenskapliga rapporter , forskare tog upp foraminifer - encelliga organismer ungefär lika stora som ett sandkorn - vid UC Davis Bodega Marine Laboratory i framtiden, höga CO2-förhållanden.

Dessa små organismer, vanligtvis kallade "foram, " är allestädes närvarande i marina miljöer och spelar en nyckelroll i näringsnäten och havets kolcykel.

Stressad under framtida förhållanden

Efter att ha exponerat dem för en rad surhetsnivåer, UC Davis forskare fann att under höga koldioxidutsläpp, eller surare, betingelser, foraminifererna hade problem med att bygga sina skal och göra taggar, en viktig egenskap hos deras skal.

De visade också tecken på fysiologisk stress, minskar deras ämnesomsättning och bromsar deras andning till oupptäckbara nivåer.

Detta är den första studien i sitt slag som visar den kombinerade effekten av skalbyggnad, reparation av ryggraden, och fysiologisk stress i foraminifer under höga CO2-förhållanden. Studien tyder på att stressade och försämrade foraminifer kan tyda på en större störning av kolets kretslopp i havet.

I obalans

Som en marin förkalkning, foraminifera använder kalciumkarbonat för att bygga sina skal, en process som spelar en integrerad del i att balansera kolets kretslopp.

I vanliga fall, friska foraminifer kalkar sina skal och sjunker till havsbotten efter att de dör, tar kalciten med sig. Detta flyttar alkaliniteten, som hjälper till att neutralisera surhet, till havsbotten.

När foraminifer kalkar mindre, deras förmåga att neutralisera surhet minskar också, gör djuphavet surare.

Men det som händer i djuphavet stannar inte i djuphavet.

Påverkan i tusentals år

"Det är inte utom synhåll, ursinnigt, " sa huvudförfattaren Catherine Davis, en Ph.D. student vid UC Davis under studien och för närvarande postdoktor vid University of South Carolina. "Det försurade vattnet från djupet kommer att stiga igen. Om vi ​​gör något som försurar djuphavet, som påverkar atmosfärens och havets koldioxidkoncentrationer på tidsskalor av tusentals år."

Davis sa att de geologiska uppgifterna visar att sådana obalanser har förekommit i världshaven tidigare, men bara under tider av stora förändringar.

"Detta pekar på en av de längre tidsskaliga effekterna av antropogena klimatförändringar som vi inte förstår ännu, " sa Davis.

Upwelling tar fram "framtid" till ytan

Ett sätt att försurat vatten kommer tillbaka till ytan är genom uppströmning, när starka vindar periodvis trycker näringsrikt vatten från djuphavet upp till ytan. Upwelling stödjer några av planetens mest produktiva fiske och ekosystem. Men ytterligare antropogen, eller orsakad av människor, CO2 i systemet förväntas påverka fisket och kustekosystemen.

UC Davis Bodega Marine Laboratory i norra Kalifornien ligger nära ett av världens mest intensiva kustområden. Ibland, den upplever förhållanden som det mesta av havet inte förväntas uppleva på årtionden eller hundratals år.

"Säsongsbetonad uppväxt innebär att vi har möjlighet att studera organismer i hög CO2, sura vatten idag – ett fönster till hur havet kan se ut oftare i framtiden, " sa medförfattaren Tessa Hill, en docent i jord- och planetvetenskap vid UC Davis. "Vi hade kanske förväntat oss att en art av foraminifer som är väl anpassad till norra Kalifornien inte skulle svara negativt på höga CO2-förhållanden, men den förväntningen var fel. Denna studie ger insikt i hur en viktig marin förkalkning kan reagera på framtida förhållanden, och skicka krusningseffekter genom näringsnät och kolcykling."