Bakterier i havet som förmedlar den mikrobiella kolpumpen (MCP), rapporteras avsevärt påverka kolcykeln i jordsystemet. Dessa små encelliga organismer, förmodligen mindre än 1 mikrometer spelar en oproportionerligt stor roll i en process som kallas kolbindning. I denna process, de tar upp labilt organiskt kol som produceras av växtplankton, och överför det till den motsträviga formen som kan motstå nedbrytning i tusentals år, och så småningom avlägsna koldioxid från atmosfären. De fungerar funktionellt som en "pump" genom att suga in antropogena växthusgaser i havets inre, och därmed reglera det globala klimatet. Därför, MCP anses vara en "osynlig hand" bakom den stora oceaniska reservoaren för löst kol.

Dock, MCP har ännu inte helt förstås. Särskilt, denna viktiga process har inte kvantifierats med hjälp av en omfattande fysisk-biologisk kopplad modell av ett regionalt hav. En nyligen publicerad tidning i Vetenskap Kina Geovetenskap , försökte lösa detta problem. En multidisciplinär grupp från Xiamen University, University of Delaware, och Fuzhou University genomförde studien.

I denna forskning, en toppmodern regional havsmodell simulerade den fysiska och biologiska dynamiken i havet. MCP-processerna simulerades explicit, och en mängd MCP-egenskaper i tid och rum var bättre avbildade och förstådda i Sydkinesiska havet. I Sydkinesiska havet, kolbindningshastigheten för MCP uppskattades vara i genomsnitt cirka 1/6 av en annan bättre förstådd biologisk kolbindningsprocess, den biologiska pumpen.

Dessutom, en av de många fördelarna med ett sådant modelleringssystem är att havets framtida tillstånd kan projiceras kvantitativt givet tillståndet i en föränderlig miljö. I detta fall, modellen simulerades med ett scenario där havsytans temperatur ökade två och fyra grader Celsius över det nuvarande tillståndet.

Forskarna fann att de mindre planktoniska organismerna som är gynnsamma för MCP är mindre känsliga för den minskade näringstillförseln i projektionen. I scenariot med fyra graders uppvärmning, hastigheten för kolbindning av MCP kan öka flera (~2 %) procent jämfört med den för den biologiska pumpen. Detta resultat är anmärkningsvärt, med tanke på den känsliga balansen i den mikrobiella näringsväven och kolcykeln och den extremt långa åldern på det motsträviga kolet som det producerar. Eftersom poolen av löst organiskt kol i havet till stor del bildades genom MCP-innehållet lika mycket kol som atmosfären, förändringarna i MCP kan avsevärt ändra balansen mellan dessa två reservoarer. Resultaten av denna studie antyder till och med potentialen för geoengineering med konceptet MCP. Säkert, före någon konstruktion på jordsystemet, Dessutom bör studier av denna stora aktör i kolkretsloppet genomföras.

Den första författaren, Dr Wenfang Lu, noterar att denna studie är det första lägliga försöket att simulera MCP-processen i Kinasjön. Även om simuleringen är i ett tidigt skede, det viktiga budskapet är att kontrollera miljöfaktorer för den rumsliga och tidsmässiga fördelningen av MCP. Det ger grunden för framtida klimatstudier.