Syre i havsvattnet är inte bara viktigt för de flesta marina organismer, dess koncentrationer påverkar också kemin i havet och atmosfären ovanför. I oceaniska områden med mycket lite syre, till exempel, stora mängder av den potenta växthusgasen lustgas, även kallad skrattgas, produceras via biogeokemiska processer och kan sedan släppas ut i atmosfären.

Även om en naturlig måttlig syreminimizon (OMZ) finns längs några av de östra gränserna av Atlanten, Atlanten OMZ, till skillnad från OMZ i Indiska och Stilla havet, ansågs inte vara en region med extremt låga syrekoncentrationer. Nya rön av ett internationellt forskarlag ledd av Kiel Excellence Cluster "Future Ocean" och GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, dock, antyder nu att denna bild måste korrigeras. Denna studie publicerades i går i tidskriften Nature Publishing Group Vetenskapliga rapporter .

"Anledningen till att de extremt syrefattiga regionerna i Atlanten hittills har undgått forskning är enkel:de är relativt små och rörliga i motsats till de välkända, stora och stationära syreminimumszoner", förklarar Dr Damian Grundle från Bermuda Institute of Ocean Sciences, första författare till den aktuella studien och, tills nyligen, en vetenskapsman vid "Future Ocean"/GEOMAR. Extremt låga syrekoncentrationer förekommer i Atlanten i havsvirvlar på upp till 100 kilometer i diameter, som vandrar västerut över havet från den västafrikanska kusten. Sådana virvlar är svåra att upptäcka med konventionella observationsmetoder, och kräver en kombination av satellit, segelflygplan och fartygsbaserade observationer.

Den första observationen av en virvel med låg syrehalt i Atlanten, dock, upptäcktes av Cape Verde Ocean Observatory, ett projekt som inkluderar en havsobservationsförtöjning norr om den kapverdiska ön São Vicente. "Vi hade en första indikation på existensen av dessa speciella virvlar men fortfarande ingen exakt information från deras inre, " rapporterar marinkemisten Dr. Björn Fiedler från GEOMAR, som ledde projektet.

Med ekonomiskt stöd från Kiel Cluster of Excellence "The Future Ocean", en tvärvetenskaplig grupp forskare väntade på sin nästa chans. Det kom 2014:med hjälp av satellitobservation upptäckte de en potentiell virvel med låg syrehalt, som bildades utanför Mauretaniens kust och migrerade mot Kap Verde. Därifrån, teamet distribuerade autonoma sensorbärare, så kallade glidflygplan, att avlyssna virveln. När det närmade sig öarna, forskarna kunde också ta vattenprover direkt från virvelns centrum med det kapverdiska forskningsfartyget ISLANDIA.

"Slumpen hjälpte oss också. När vi undersökte virveln genomförde det tyska forskningsfartyget METEOR en länge planerad expedition för Collaborative Research Center 754 Kiel utanför Kap Verde. Vi övertygade snabbt våra kollegor att prova virveln, för, " säger Dr. Fiedler. Han tillägger:"Utan den goda infrastrukturen på Kap Verdeöarna och det långsiktiga samarbetet med våra kollegor där, denna kampanj skulle inte ha varit möjlig."

Efteråt utvärderades de erhållna data och vattenproverna fysiskt, biogeokemiskt och biologiskt. "I en hel serie publikationer, vi kunde få spännande nya insikter om det hittills okända fenomenet i Atlanten, säger Dr Fiedler.

Den senaste studien, nu publicerad i Vetenskapliga rapporter , visar att kärnan i virveln, de högsta halterna av växthusgasen lustgas som någonsin uppmätts i öppna Atlanten hittades på endast 100 meters vattendjup. Detta kan tillskrivas processer som kan tömma växtnäringsämnet kväve från havet, producerar, bland annat, lustgas i stora mängder, och påpekar vidare att forskare nu bör överväga att revidera vår förståelse av de kemiska kretsloppen i Atlanten.