Långtidsavlagringen av organiskt material i sediment på havsbotten är en nyckelprocess i den globala kolcykeln. Frågan om det deponerade materialet ur ett kemiskt perspektiv mer liknar marina alger eller de mikroorganismer som bryter ner algbiomassan är i stort sett olöst.

Ett forskarlag har nu publicerat en studie om detta ämne i tidskriften Science Advances .

För sin studie matade teamet organiskt material märkt med ¹³ C-kol - antingen en alg-lipidblandning eller råproteiner - och observerade det i laboratoriet i 400 dagar. De mikrobiella samhällena härstammar från en sedimentkärna som erhållits utanför Helgoland.

Den första frågan var:Vad händer med färsk biomassa och vilka mikroorganismer är involverade i dess bearbetning? Detta var första gången som bildandet av ny biomassa från sekundära producenter och dess omsättning kvantifierades mer exakt.

Teamet har funnit att mikrobiella samhällen kan stimuleras genom tillsats av lipider och proteiner och inte bara bryta ner färsk biomassa som är lättare att smälta, utan också bryta ner mer av det gamla organiska kolet som annars är svårt att bryta ner. Detta nya fynd är relevant eftersom tillförseln av färskt organiskt material ökar av människan skapade, klimatinducerade miljöförändringar, såsom utvidgning av lågsyrezoner i havet, smältande havsis eller glaciärens reträtt.

"Vår studie är den första som kopplar nedbrytningen av labilt organiskt material till tillväxten av mikrober och konsekvenserna för sammansättningen av det organiska materialet som så småningom begravs i marint sediment. Vi blev förvånade över att finna att tillsatsen av färskt organiskt material hade en oproportionerligt stor och långvarig effekt på nedbrytningen av gammalt, som antas vara eldfast organiskt material, säger professor Jack Middelburg från Utrecht University (Nederländerna), medförfattare till studien och professor i excellens i Cluster of Excellence. Ocean Floor—Earth's Unexplored Interface" på MARUM. Som en del av det här klustrets forskning har studien gett avgörande insikter om kopplingen mellan händelser av nedfall av organiskt material och det långsiktiga bevarandet av organiskt kol.

Tillförseln av färskt organiskt material till havsbotten kan öka på grund av klimatrelaterade förändringar i miljön. Dessa kommer inte bara att ha en direkt inverkan på de mikroorganismer som lever på och i havsbotten, utan också på kolets kretslopp och därmed på återkopplingen med klimatsystemet på ett sätt som fortfarande är i stort sett outforskat.

Mer information: Qing-Zeng Zhu et al, Sekundär produktion och priming omformar sammansättningen av organiskt material i marina sediment, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adm8096

Journalinformation: Vetenskapens framsteg

Tillhandahålls av MARUM - Centrum för marina miljövetenskaper, universitetet i Bremen