Eroderade bergarter på havsbotten utgör en viktig näringskälla för drivande marina organismer vid basen av näringskedjan, enligt ny forskning.

Resultaten, leds av University of Leeds, visa att järn - ett viktigt näringsämne för mikroskopiska marina alger, eller växtplankton – frigörs från sediment på djuphavsbotten.

Forskningen visar att i motsats till förväntningarna att syre i djuphavet hindrar löst järn från att fly havsbotten, en kombination av syre och organiskt material kan faktiskt uppmuntra frigörandet av järn från sediment till havet.

Publicerad idag i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), forskningen kan påverka framtida tillvägagångssätt för att studera havets kolcykel och hantera den marina miljön, som måste beakta effekterna av havsbottenprocesser på marin ekologi.

Rapportens huvudförfattare är Dr. Will Homoky, en universitetsakademisk stipendiat vid Leeds 'School of Earth and Environment.

Han sa:"Våra fynd avslöjar att den grunda ytan av den djupa havsbotten utgör en viktig källa till järn - ett knappt mikronäringsämne - för havet.

"Vi visar att nedbrytningen av stenmineraler med organiskt material och syre är ett recept för att producera små rostpartiklar, som är tillräckligt små för att lösas upp och transporteras i havsvatten." Dessa små rostpartiklar och deras kemiska signaturer förklarar hur järn som finns i stora delar av havets inre kan ha kommit från djuphavssediment, på ett sätt som en gång ansågs vara praktiskt taget omöjligt. "

De nanometerstora järnpartiklarna – kända som kolloider – kan ge en viktig näringskälla för växtplankton, som utgör den primära matkällan för ett brett spektrum av havsdjur, påverkar globala livsmedelskedjor.

Växtplanktonet är också viktigt mitt i stigande världsomspännande föroreningsnivåer, eftersom de hjälper havet att ta bort ungefär en fjärdedel av koldioxiden som släpps ut årligen till atmosfären.

Forskargruppen, finansierat av Natural Environment Research Council (NERC), inkluderade även forskare från universiteten i Southampton, Liverpool, Oxford, Södra Florida och södra Kalifornien – ett samarbete bildat genom det internationella GEOTRACES-programmet.

Resultaten kommer att bidra till att forma ytterligare studier av de processer som reglerar förekomsten av järn i världshaven och den roll de spelar för att dämpa marint liv och atmosfärisk koldioxid.

Dr Homoky sa:"Våra fynd här är betydande, eftersom de markerar en vändpunkt i hur vi ser på järntillförseln från sediment och dess potential att nå marint liv som banar väg för ett nytt sätt att tänka på havsbotten.

"Vår upptäckta produktion av järnkolloider skiljer sig från andra former av järn som levereras till havet, och kommer att hjälpa oss att designa en ny generation av havsmodeller för att omvärdera marint liv och klimatkopplingar till havsbotten – där det för närvarande råder stor osäkerhet.

"Detta kan hjälpa oss att bättre förstå hur järn i havet har bidragit till tidigare produktivitet och klimatvariationer och informera om våra tillvägagångssätt för marin bevarande och förvaltning."

Forskargruppen analyserade små och exakta variationer i vätskeinnehållet i sedimentprover som samlats in från södra Atlanten på vattendjup som sträcker sig från 60 m ner till 5 km.

De syftade till att förstå hur de kemiska-eller isotopen-signaturerna av järn i nanostorlek i sedimentvätskorna hade bildats, och vad detta säger oss om järntillförselprocesser till havet.

Rapportens medförfattare Dr. Tim Conway är biträdande professor vid University of South Florida.

Han förklarade:"Vi kan nu mäta små men viktiga variationer i den kemiska sammansättningen av havsvatten som var utom räckhåll för ett decennium sedan.

"Här har vi karakteriserat en isotopsignatur som tillhör de järnkolloider som produceras i djuphavssediment som vi kan använda för att spåra deras resa i havet.

"Vårt fortsatta mål är att lära sig hur långt detta järn färdas och hur mycket av det som ger näring åt våra marina näringsnät runt om i världen."