Allt liv på jorden - från blåvalar till mikrober - använder kol i en eller annan form. Men allt kol är inte skapat lika.

I haven, några kolhaltiga föreningar, såsom socker och proteiner, tappas snabbt upp av mikroorganismer, medan andra - som kitinet som finns i fiskskalor - är mycket svårare att konsumera.

Forskare har länge trott att relativt lite av det senare, kallas "eldfast kol, "försämras i havet. Mycket av det faller till havsbotten och hjälper till att bilda djuphavssediment, eller så har tanken varit.

Djuphavsunderjordiska akviferer förändrar bilden

Nu har ett forskargrupp som leds av ekologerna Sunita Shah Walter vid University of Delaware och Peter Girguis från Harvard University visat att underjordiska vattendrag nära undervattens Mid-Atlantic Ridge fungerar som naturliga biologiska reaktorer, drar in kallt, syresatt havsvatten, och låta mikrober konsumera mer - kanske mycket mer - eldfast kol än forskare trodde.

"Det här arbetet visar att den stora mikrobiologin på havsbotten kan matas av havsvatten som cirkulerar genom djup havsskorpa, "sa Michael Sieracki, en programdirektör i National Science Foundation's Division of Ocean Sciences, som finansierade forskningen genom sitt Center for Dark Energy Biosphere Investigations. "I tur och ordning, dessa mikrober förändrar sammansättningen av havsvattnet som cirkulerar tillbaka till havet. "Resultaten publiceras i veckan i tidskriften Naturgeovetenskap .

"Detta har förutsättningar att omforma hur vi tänker om koldioxidcykling i djuphavet, "Sa Girguis." Vi vet att kol produceras på ytan av fotosyntetiska alger. Vi vet att fisk äter lite av det. Vi vet att en del sjunker. Vi kan stå för det, men vi har haft några jättefrågor i vår "koldioxidbudget". "

Frågor i "koldioxidbudget" besvaras

I hjärtat av systemet, Girguis sa:är midhavshamnen:undervattensbergen som cirklar jorden.

I djuphavet, åsen fungerar som en konvektionscell - vatten tränger in i sprickor och sprickor på båda sidor och värms upp när det kommer närmare mitten.

När det uppvärmda vattnet stiger, kall, syresatt vatten dras in i klipporna, skapa en massiv undervattensakvifer. Denna akvifer är en sällsynt chans att studera havet i dess naturliga tillstånd, enligt Girguis.

"Vår förståelse för var kolet hamnar i havet är ganska rudimentärt, "sade han." Denna forskning gav oss en möjlighet att ta en mätning vid punkt A och en mätning vid punkt B och ta reda på vad som händer mellan dem. "

För att få dessa mätningar, Girguis och kollegor riktade in sig på en plats på Mid-Atlantic Ridge kallad "North Pond".

Forskargruppen från Harvard, universitetet i södra Kalifornien, marina biologiska laboratoriet, University of California, Santa Cruz, och andra institutioner borrade en serie brunnar och samlade vattenprover för att identifiera vilka mikrober som kallar akvifern hem och om de kan konsumera kol.

"Vi ville samla orörda vatten- och mikrobiella prover, "Sa Girguis." När du tittar på midhavshamnen och tänker på vattnet som cirkulerar genom den, det ser ut som om mycket av havet rör sig genom denna kalla miljö. Vi ville veta vad som händer där med mikroberna och vad som händer med kolet de får. "

Kolätande mikrober i akvifererna

Medan Girguis och kollegor kunde visa att mikrober i akvifererna kunde äta kol, det förblev oklart hur aktiva mikroberna var.

"Vi har kunnat visa att vatten kommer in med en viss syrekoncentration, och när det sjunker, kolet sjunker i direkt proportion, "sa han." Det ger oss en hög grad av förtroende för att mikrober äter det. "

Faktiskt, Girguis sa:det är möjligt att mikrober äter kol i en imponerande takt.

"Siffrorna vi beräknade från den här webbplatsen tyder på att lite mer än 50 procent av kolet som förbrukas, "sa han." Vi kan så småningom upptäcka att en majoritet av kolet bryts ned i dessa vattendrag, särskilt eftersom hela havet cirkulerar genom dem med några tiotusentals år. Det är snabbt på havets tidsskalor. "

Nästa steg:Behöver mikrober bergmineraler?

Går framåt, Girguis och kollegor hoppas kunna bättre kvantifiera hur mycket kol som förbrukas när havsvatten rör sig genom akvifererna, och om mineralerna i mid-ocean-åsens basaltberg kan bidra till mikrobernas förmåga att äta på kol.

"Detta började med avsikten att säga:låt oss ta reda på vad mikrober gör i denna kyla, syresatt akvifer, och vi kan lägga till dessa data till vår förståelse av kolcykeln, "Sa Girguis." Men vi blev förvånade över resultatet.

"Alla varelser är beroende av kol, och det finns en cykel där kol produceras och konsumeras. Ta havsvatten och pumpa det genom en underjordisk, syresatt akvifer och du har plötsligt en möjlighet att titta närmare på dessa processer. "