Upphovsman:CC0 Public Domain
Ny forskning om havens kemi under istider hjälper till att lösa ett pussel som har engagerat forskare i mer än två decennier.
Frågan är hur mycket av CO 2 som kom in i havet under istider kan tillskrivas den "biologiska pumpen", där atmosfäriskt kol absorberas av växtplankton och binds till havsbotten när organismer dör och sjunker.
Att lösa pusslet är viktigt för att förbättra klimatmodellernas noggrannhet och informera förståelsen om hur havsprocesser kan reagera på framtida klimatförändringar.
Leds av forskare från IMAS och University of Liverpool och publicerades i Naturkommunikation , studien fann istidens växtplankton i tropikerna absorberade höga halter av CO 2 på grund av befruktning av järnrikt damm som blåser ut i havet.
Huvudförfattaren Dr Pearse Buchanan sa att modeller fram till nu bara hade kunnat förklara en del av CO 2 som kom in i istidens hav via den biologiska pumpen.
"Under tidigare istider, kolhalterna var lägre i atmosfären och högre i haven än idag, men vetenskapliga modeller kan inte redogöra för allt extra CO 2 som kom in i havet, " sa Dr Buchanan.
"Den ledande hypotesen har varit att järnrikt damm som blåst från glaciala landskap stimulerade växtplanktontillväxt på höga breddgrader, men detta förklarade bara cirka en tredjedel av den extra CO 2 absorberas genom den biologiska pumpen:de andra två tredjedelarna "saknades" i praktiken.
"Vi använde en havsmodell för att titta på svaret på järnrikt damm av växtplankton i tropiska vatten, särskilt en grupp växtplankton som kallas "kvävefixerare".
"Dessa kan biokemiskt "fixa" kväve från atmosfären, ungefär som kvävefixerande bakterier som hjälper baljväxter att frodas i näringsfattig jord.
"Marin kväve fixerare är kända för att vara viktiga i den marina kvävecykeln, och nu har vi visat att de också är kritiskt viktiga i den marina kolcykeln.
"När vi lade till järn till vår havsmodell, kvävefixerare trivdes, och deras tillväxt och efterföljande sjunkande till djuphavet kan stå för mycket av den saknade CO 2 , "Dr Buchanan sa.
IMAS docent Zanna Chase sa att denna lösning först föreslogs 1997 men hade fått lite dragkraft under de senaste två decennierna.
"Det fina med detta tillvägagångssätt är att det kan förklara nästan all ytterligare CO 2 att växtplankton transporterades till haven under den senaste istiden, " sa docent Chase.
"Den ökade aktiviteten hos den biologiska pumpen i tropikerna kompletterade det som händer i kallare vatten, dra högre halter av CO 2 i haven och låser in den i det djupa havet.
"Denna väg för kol till djuphavet minskas idag eftersom mindre gödningsmedel cirkulerar av vinden och växtplanktontillväxt, inklusive kvävefixerare, är på motsvarande sätt begränsad, även om det finns tecken på att det har stärkts i Stilla havet sedan den industriella revolutionen.
"Med hänsyn till dessa kopplingar mellan järnets kretslopp, kväve och kol i våra havs- och klimatförändringsmodeller kommer att göra dem bättre kapabla att förklara havsprocesser och förutsäga framtida förändringar.
"Men hur järnbefruktning av växtplankton kommer att utvecklas är för närvarande osäkert, undergräver vår förmåga att förutsäga havets roll i att dra CO 2 ur atmosfären under de kommande århundradena, ", sa docent Chase.
