Varje vår på norra halvklotet, havsytan bryter ut i en massiv blomning av växtplankton. Som växter, dessa encelliga flytande organismer använder fotosyntes för att förvandla ljus till energi, förbrukar koldioxid och frigör syre i processen. När växtplankton dör eller äts av djurplankton, de kolrika fragmenten sjunker djupare ner i havet, var det är, i tur och ordning, äts av andra varelser eller begravs i sediment. Denna process är nyckeln till den "biologiska kolpumpen, "en viktig del av den globala kolcykeln.

Forskare har länge vetat att havet spelar en viktig roll för att fånga upp kol från atmosfären, men en ny studie från Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) visar att effektiviteten hos havets "biologiska kolpump" har underskattats drastiskt, med konsekvenser för framtida klimatbedömningar.

I en tidning publicerad 6 april i Proceedings of the National Academy of Sciences , WHOI-geokemisten Ken Buesseler och kollegor visade att djupet på det solbelysta området där fotosyntesen sker varierar avsevärt över hela havet. Detta spelar roll eftersom växtplanktonets förmåga att ta upp kol beror på mängden solljus som kan penetrera havets övre lager. Genom att ta hänsyn till djupet av eufotiken, eller solbelyst zon, författarna fann att ungefär dubbelt så mycket kol sjunker i havet per år än vad som tidigare uppskattats.

Uppsatsen bygger på tidigare studier av kolpumpen, inklusive författarnas egna. "Om du ser på samma data på ett nytt sätt, du får en helt annan syn på havets roll vid bearbetning av kol, därav dess roll i att reglera klimatet, säger Buesseler.

"Med de nya mätvärdena, vi kommer att kunna förfina modellerna för att inte bara berätta hur havet ser ut idag, men hur det kommer att se ut i framtiden, " tillägger han. "Går mängden kol som sjunker i havet upp eller ner? Den siffran påverkar klimatet i världen vi lever i."

I tidningen, Buesseler och hans medförfattare uppmanar sina andra oceanografer att överväga deras data i samband med den faktiska gränsen för den eufotiska zonen.

"Om vi ​​ska kalla något för en eufotisk zon, vi måste definiera det, " säger han. "Så vi insisterar på en mer formell definition så att vi kan jämföra webbplatser."

Istället för att göra mätningar på fasta djup, författarna använde klorofyllsensorer — som indikerar närvaron av växtplankton — för att snabbt bedöma djupet av den solbelysta regionen. De föreslår också att man använder signaturen från en naturligt förekommande toriumisotop för att uppskatta hastigheten med vilken kolpartiklar sjunker.

Buesseler är huvudutredare med WHOI:s Ocean Twilight Zone-projekt, som fokuserar på den föga förstådda men oerhört viktiga mitthavsregionen. I en kommentar publicerad i Natur den 31 mars, Buesseler och kollegor uppmanar det internationella havsforskningssamhället att intensifiera sina studier av skymningszonen under det kommande FN-decenniet av havet (2021-2030). Ökad förståelse för skymningszonens ekosystem och dess roll för att reglera klimatet, författarna säger, kommer att leda till en global politik för att skydda området från exploatering.