Havet spelar en nyckelroll i de nuvarande klimatförändringarna, eftersom den absorberar en betydande del av den atmosfäriska koldioxid som släpps ut av mänskligheten. Å ena sidan, detta bromsar uppvärmningen av klimatet, och å andra sidan, upplösningen av CO ₂ i havsvatten leder till försurning av haven. Detta har långtgående konsekvenser för många marina organismer och därmed också för den oceaniska kolcykeln. En av de viktigaste mekanismerna i denna cykel, kallas den biologiska kolpumpen. En del av den biomassa som växtplankton bildar i ythavet genom fotosyntes sjunker till djupet i form av små kolhaltiga partiklar. Som ett resultat, kolet lagras länge i djuphavet. Havet fungerar alltså som en kolsänka i klimatsystemet. Hur starkt denna biologiska pump verkar varierar mycket från region till region och beror på artens sammansättning i ekosystemet.

Studien, som nu har publicerats i tidskriften Naturens klimatförändringar , är en av de mest omfattande studierna hittills om effekterna av försurning av havet på marina ekosystem. Forskare vid GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research i Kiel har nu kunnat visa för första gången att försurning av havet påverkar kolhalten i sjunkande organiskt material, och därmed den biologiska pumpen. Förvånande, de observerade förändringarna var mycket varierande. Kolhalten i sjunkande partiklar ökade eller minskade betydligt med ökande CO ₂ , beroende på artens sammansättning och matvävets struktur. Eftersom de underliggande uppgifterna täcker ett brett spektrum av havsregioner, detta verkar vara ett globalt fenomen. Dessa fynd möjliggör en helt ny bedömning av effekterna av havsförsurning.

Dr Jan Taucher, marinbiolog och huvudförfattare till studien, säger, "Intressant, vi fann att bakterie- och djurplankton, som små kräftdjur, spela en nyckelroll i hur kolcykeln och den biologiska pumpen reagerar på försurning av havet. Tills nu, det har varit allmänt uppfattat att biogeokemiska förändringar huvudsakligen drivs av växtplanktons reaktioner. Därför, även moderna jordsystemmodeller tar inte hänsyn till de interaktioner vi observerar mellan den marina livsmedelsbanan och kolcykeln. Våra resultat hjälper därmed att göra klimatmodeller mer realistiska och förbättra klimatprognoser. "

Tills nu, de flesta kunskaperna om detta ämne har baserats på idealiserade laboratorieexperiment, som bara representerar ekologiska interaktioner och dynamiken i den komplexa marina livsmedelsbanan på ett mycket förenklat sätt. Detta gör det svårt att överföra sådana resultat till verkliga havsförhållanden och projicera dem in i framtiden. För att få en mer realistisk insikt, studien sammanfattar flera fältförsök som utförts med stora volymprovningsanläggningar, så kallade mesokosmer, i olika havsregioner, från arktiska till subtropiska vatten.

Mesokosmer är, så att säga, överdimensionerade provrör i havet, där förändringar i miljöförhållanden i ett slutet men annars naturligt ekosystem kan studeras. För den aktuella studien, en stor mängd data från fem mesokosmosförsök syntetiserades för att ge en mer exakt bild av planktonsamhällen och biogeokemiska processer inom ekosystemet. Totalt ingår över tiotusen datapunkter i analysen.

Den nyvunna kunskapen kan nu användas för att implementera de komplexa ekologiska interaktionerna i jordsystemmodeller, vilket bidrar till att ytterligare förbättra klimatprognoserna.