En globalt viktig havsalg är mystiskt ont om i en av de mest produktiva regionerna i Atlanten, enligt en ny tidning i Djuphavsforskning I . En massiv datauppsättning har avslöjat mönster i de regioner där atlantiska kokolitoforer lever, belysa det inre arbetet i havets kolcykel och väcker nya frågor.

"Att förstå dessa storskaliga mönster hjälper oss att förstå havsproduktiviteten i hela Atlantbassängen, sa William Balch, en senior forskare vid Bigelow Laboratory for Ocean Sciences och huvudförfattare till artikeln. "Att samla in denna datauppsättning har varit en övermänsklig ansträngning för mitt team som har tagit hundratals dagar till sjöss och år av analyser."

Forskarna fann att kokkolitoforer både kämpar och trivs på oväntade platser i hela Atlanten. De är vanligast i subpolära och tempererade vatten och förvånansvärt få runt ekvatorn, där ett överflöd av näringsämnen och solljus skapar en av de mest biologiskt produktiva regionerna i det globala havet.

Teamet upptäckte också att vissa coccolithophore-arter trivs djupt under ytan nära de yttersta delarna av solljus - inom eller strax ovanför ett viktigt vattenlager som kallas "Sub-Antarctic mode water." Denna distinkta egenskap rinner norrut från södra oceanen och ger näringsämnen till stora delar av det globala havet, inklusive norra halvklotet. Balch misstänker att växande coccolithophore-populationer i södra oceanen utarmar vattenlagrets näringstillförsel och förändrar dess kemi - vilket potentiellt gör det ogästvänligt för coccolithophores när det når ekvatorn.

"Sub-antarktiskt vatten utövar en häpnadsväckande nivå av kontroll över stora delar av det globala havet, " sa Balch. "Om kokkolitoforer förändrar sina väsentliga egenskaper, då kan de påverka vilka arter som växer i näringsnät så långt bort som till ekvatorn eller till och med på norra halvklotet."

Balch och hans team byggde denna enorma datamängd från mätningar som samlats in under 10 45-dagars forskningskryssningar genom Atlantic Meridional Transect-programmet, som korsar Atlanten mellan Storbritannien och Sydamerikas spets. Deras resultat har också viktiga tillämpningar för observationer som förlitar sig på NASAs havsfärgsatelliter. Dessa kraftfulla oceanografiska verktyg gör det möjligt för forskare att upptäcka coccolithophore populationer genom att mäta ljuset de reflekterar tillbaka till rymden, men de kräver mätningar på vattnet för att sanningsenliggöra satellitdata. NASA var den primära finansiären av detta arbete.

Koccolitoforer bygger skyddande kristallina plattor från kritmineraler genom att extrahera löst oorganiskt kol från havsvatten. Sättet som en arts plattor är formade påverkar hur dessa plattor sprider ljus i ythavet, speciellt efter att de lossnar och börjar sjunka mot havsbotten. Forskarna upptäckte att inte alla kokolitoforer tappar sina tallrikar, och att plattorna som finns i hela vattenpelaren kommer från bara ett fåtal arter.

Detta fynd förenklar avsevärt de beräkningar som behövs för att mäta kolet som kokolitoforer innehåller från satellitreflektansdata. Koccolitoforer spelar en stor roll i den globala kolcykeln, och förståelse för var de bor och hur de sprider ljus är avgörande för att kvantifiera hur detta viktiga element rör sig mellan havets yta och havsbotten. I sista hand, att kol antingen bryts ner av djuphavsbakterier eller begravs i sediment, effektivt avskiljer det från atmosfären i tusentals år.

Balchs team, tillsammans med ett internationellt team av utredare, kommer att fortsätta denna forskning i januari, när de ger sig ut på en kryssning finansierad av National Science Foundation för att svara på en av de viktigaste frågorna som väckts av den här studien – hur kokkolitoforer i södra oceanen förändrar vattnet i subantarktiskt läge innan det rinner norrut. Deras forskning kommer att belysa hur dessa förändringar kan påverka produktiviteten längre norrut, och varför coccolithophores är så få vid ekvatorn.

"Den stora frågan kvarstår - vad saknas från detta ekvatorialvatten som gör att det inte främjar kokolitofortillväxt i en så bördig region av världshavet?" sa Balch. "Skillnaden i mängden kokolitoforer på tempererade breddgrader och ekvatorn är stor, och det har enorma konsekvenser för havets näringsnät och hela planetens produktivitet."