Nowe badanie podkreśla znaczenie morskich gąbek w walce ze zmianami klimatu

Emisja CO2 wpływa nie tylko na naszą atmosferę. Według niektórych szacunków oceany pochłaniają ponad 1/3 dwutlenku węgla – jednego z głównych gazów cieplarnianych. W morskiej wodzie można znaleźć również rozpuszczone związki krzemu, który jest drugim po tlenie najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej i wchodzi w skład oceanicznych osadów, minerałów oraz skał. Krzemionka tworzy szkielety różnych wodnych organizmów planktonicznych, w tym wielu okrzemek (fotosyntetyzujących glonów żyjących w wodach słonych i słodkich). Rozpuszczone związki krzemu są niezbędne do rozwoju licznych gatunków okrzemek będących jednymi z najważniejszych organizmów usuwających CO2 z atmosfery Ziemi.

Do tej pory myślano, że krzem znajdujący się w oceanach pochodzi właśnie z okrzemek, jednak zespół naukowców – wspierany częściowo przez projekt SponGES finansowany ze środków UE – wykazał, że większość tego krzemu pochodzi od gąbek. Wyniki tych prac ukazały się w czasopiśmie „Nature Geoscience”.

Podczas fotosyntezy okrzemki przetwarzają CO2 w węgiel organiczny, w efekcie czego powstaje tlen. Obumarłe okrzemki opadają zazwyczaj na dno morskie, pochłaniając przy tym węgiel znajdujący się w wodach powierzchniowych (który następnie zostaje uwięziony w opadających osadach). Dzięki temu, że z powierzchni oceanów usuwany jest węgiel i krzem, stężenie atmosferycznych gazów cieplarnianych utrzymuje się na odpowiednim poziomie. Po jakimś czasie rozpuszczone związki krzemu wracają ponownie do obiegu i wypływają do strefy prześwietlonej (eufotycznej). Prędkość tego cyklu oraz ilość krzemu dostępnego dla rozwijających się okrzemek mają wpływ na ocieplanie się i ochładzanie naszego klimatu. „Lodowce oraz polarne czapy lodowe wciąż topnieją, dlatego tak ważne jest, byśmy dowiedzieli się, czy w oceanach oprócz procesu inicjowanego przez obumarłe okrzemki zachodzą jeszcze inne istotne procesy opadania rozpuszczonych związków krzemu na dno”, podano w komunikacie prasowym zamieszczonym na stronie internetowej projektu. „Odkryto mianowicie, że dzięki gąbkom oraz mikroskopijnym elementom, z których zbudowane są ich krzemowe szkielety, w osadach morskich uwięzionych zostaje rocznie ok. 48 mln ton krzemu. Na tej podstawie wywnioskowano, że ilość biologicznego krzemu opadającego na dno oceanu, którą obliczano do tej pory jedynie na podstawie szkieletów okrzemek, należy powiększyć o 28%”.

Ciemny krzem

Oprócz tego badacze omówili pojęcie ciemnego krzemu. Odnosi się ono do „krzemowych szkieletów utworzonych bez udziału fotosyntezy i bez pochłaniania CO2, występujących często w środowiskach morskich z niewystarczającym nasłonecznieniem, w których okrzemki nie są w stanie przetrwać”, jak wyjaśniono w komunikacie prasowym. „Oznacza to, że ilości ciemnego krzemu zebranego na potrzeby tego badania wskazują nie tylko na stan równowagi między krzemem pochłanianym w morskim recyklingu a tym powracającym do obiegu, lecz stanowią także przyczynek do dalszych badań nad funkcjonalnymi powiązaniami między zachodzącymi w oceanach cyklami węglowymi i krzemowymi, które jak widać nie są tak proste, jak nam się wydawało”.

Trwający projekt SponGES (Deep-sea Sponge Grounds Ecosystems of the North Atlantic: an integrated approach towards their preservation and sustainable exploitation), z pomocy którego skorzystali badacze, „ma na celu usprawnienie możliwości prognozowania poprzez oszacowanie zagrożeń związanych z rybołówstwem, zmianami klimatycznymi i lokalnymi zakłóceniami”, jak opisano w serwisie CORDIS. Partnerzy projektu mają nadzieję, że uda im się „jeszcze lepiej poznać potencjał gąbek zasiedlających dna mórz i oceanów oraz wykorzystać go na potrzeby innowacyjnej morskiej biotechnologii, a dokładniej opracowywania nowych leków i inżynierii tkankowej”.

Więcej informacji:

strona internetowa projektu SponGES