Ndërsa ndryshimi i klimës përparon, qarkullimi i oqeanit pritet të dobësohet ndjeshëm. Me një ngadalësim të tillë, shkencëtarët vlerësojnë se oqeani do të thithë më pak dioksid karboni nga atmosfera.
Megjithatë, një qarkullim më i ngadaltë duhet gjithashtu të nxjerrë më pak karbon nga thellësia e oqeanit që përndryshe do të lirohej përsëri në atmosferë. Në përgjithësi, oqeani duhet të ruajë rolin e tij në reduktimin e emetimeve të karbonit nga atmosfera, nëse jo me një ritëm më të ngadaltë.
Një studim i ri nga një studiues i MIT-it, i publikuar në Nature Communications, zbulon se shkencëtarët mund të duhet të rimendojnë lidhjen midis qarkullimit të oqeanit dhe kapacitetit të tij afatgjatë për të ruajtur karbonin. Ndërsa oqeani dobësohet, ai mund të lirojë më shumë karbon nga thellësia e oqeanit në atmosferë.
Arsyeja ka të bëjë me një reagim të mëparshëm të panjohur midis hekurit të disponueshëm të oqeanit, karbonit dhe lëndëve ushqyese që ngrihen në sipërfaqe, mikroorganizmave sipërfaqësorë dhe një klase molekulash të njohura përgjithësisht si “ligande”.
Kur oqeani qarkullon më ngadalë, të gjithë këta faktorë ndërveprojnë në një cikël vetë-përjetësues që në fund të fundit rrit sasinë e karbonit që oqeani liron përsëri në atmosferë.
“Duke izoluar ndikimin e këtij reagimi, shohim një lidhje thelbësisht të ndryshme midis qarkullimit të oqeanit dhe niveleve të karbonit atmosferik, me implikime për klimën,” thotë autori i studimit Jonathan Lauderdale, një shkencëtar kërkimor në Departamentin e Shkencave të Tokës, Atmosferës dhe Planetare të MIT-it.
“Ajo që menduam se po ndodh në oqean është plotësisht e përmbysur.”
Lauderdale thotë se gjetjet tregojnë se “nuk mund të mbështetemi te oqeani për të ruajtur karbonin në thellësinë e oqeanit në përgjigje të ndryshimeve të ardhshme në qarkullim. Duhet të jemi proaktivë në reduktimin e emetimeve tani, në vend që të mbështetemi në këto procese natyrore për të fituar kohë për të zbutur ndryshimin e klimës.”
Modeli i kutisë Në vitin 2020, Lauderdale udhëhoqi një studim që eksploroi lëndët ushqyese të oqeanit, organizmat detarë dhe hekurin, dhe se si ndërveprimet e tyre ndikojnë në rritjen e fitoplanktonit në të gjithë botën.
Fitoplanktoni janë organizma mikroskopikë, të ngjashëm me bimët, që jetojnë në sipërfaqen e oqeanit dhe konsumojnë një dietë të karbonit dhe lëndëve ushqyese që ngrihen nga thellësia e oqeanit dhe hekur që vjen nga pluhuri i shkretëtirës.
Sa më shumë fitoplankton që mund të rritet, aq më shumë dioksid karboni mund të thithin nga atmosfera nëpërmjet fotosintezës, dhe kjo luan një rol të madh në aftësinë e oqeanit për të sekuestruar karbonin.
Për studimin e vitit 2020, ekipi zhvilloi një model të thjeshtë “kutie”, që përfaqësonte kushtet në pjesë të ndryshme të oqeanit si kuti të përgjithshme, secila me një ekuilibër të ndryshëm të lëndëve ushqyese, hekurit dhe ligandeve—molekula organike që mendohet të jenë nënprodukte të fitoplanktonit.
Ekipi modeloi një rrjedhë të përgjithshme midis kutive për të përfaqësuar qarkullimin më të madh të oqeanit—mënyrën se si uji i detit fundoset dhe më pas ngrihet përsëri në sipërfaqe në pjesë të ndryshme të botës.
Ky modelim zbuloi se, edhe nëse shkencëtarët do të “mbillnin” oqeanet me hekur shtesë, ai hekur nuk do të kishte shumë efekt në rritjen globale të fitoplanktonit. Arsyeja ishte për shkak të një kufiri të vendosur nga ligandët.
Rezulton se, nëse lihet vetë, hekuri është i patretshëm në oqean dhe për këtë arsye i padisponueshëm për fitoplanktonin. Hekuri bëhet i tretshëm në nivele “të dobishme” vetëm kur lidhet me ligandët, të cilët e mbajnë hekurin në një formë që planktoni mund të konsumojë.
Lauderdale zbuloi se shtimi i hekurit në një rajon oqeani për të konsumuar lëndë ushqyese shtesë, grabit rajone të tjera të lëndëve ushqyese që fitoplanktoni atje kanë nevojë për t’u rritur. Kjo ul prodhimin e ligandeve dhe furnizimin me hekur përsëri në rajonin origjinal të oqeanit, duke kufizuar sasinë e karbonit shtesë që do të merrej nga atmosfera.
Ndryshim i papritur Pasi ekipi publikoi studimin e tyre, Lauderdale e punoi modelin e kutisë në një formë që ai mund ta bënte të aksesueshme publikisht, përfshirë shkëmbimin e karbonit të oqeanit dhe atmosferës dhe zgjerimin e kutive për të përfaqësuar mjedise më të ndryshme, të tilla si kushtet e ngjashme me Paqësorin, Atlantikun Verior dhe Oqeanin Jugor.
Gjatë këtij procesi, ai testoi ndërveprime të tjera brenda modelit, përfshirë efektin e ndryshimit të forcës së qarkullimit të oqeanit.
Ai drejtoi modelin me forca të ndryshme qarkullimi, duke pritur të shihte më pak dioksid karboni atmosferik me një dobësim të qarkullimit të oqeanit—një lidhje që studimet e mëparshme kanë mbështetur, që nga vitet 1980. Por ajo që ai gjeti në vend të kësaj ishte një trend i qartë dhe i kundërt: Sa më i dobët të ishte qarkullimi i oqeanit, aq më shumë CO2 grumbullohej në atmosferë.
“Mendova se kishte ndonjë gabim,” kujton Lauderdale. “Pse nivelet e karbonit atmosferik po shkonin në drejtim të gabuar?”
Kur ai kontrolloi modelin, ai zbuloi se parametri që përshkruante ligandët e oqeanit ishte lënë “i ndezur” si një variabël. Me fjalë të tjera, modeli po llogariste përqendrimet e ligandëve si të ndryshueshme nga një rajon oqeanik në tjetrin.
Me një parandjenjë, Lauderdale e fik këtë parametër, gjë që vendosi përqendrimet e ligandëve si konstante në çdo mjedis oqeanik të modeluar, një supozim që shumë modele oqeanike zakonisht bëjnë. Ajo ndryshim i vetëm përmbysi trendin, duke u kthyer në lidhjen e supozuar: Një qarkullim më i dobët çoi në reduktimin e dioksidit të karbonit atmosferik. Por cili trend ishte më afër të vërtetës?
Lauderdale kërkoi të dhënat e pakta të disponueshme mbi ligandët e oqeanit për të parë nëse përqendrimet e tyre ishin më konstante ose të ndryshueshme në oqeanin aktual. Ai gjeti konfirmim në GEOTRACES, një studim ndërkombëtar që koordinon matjet e elementeve gjurmë dhe izotopeve në të gjithë oqeanet e botës, që shkencëtarët mund të përdorin për të krahasuar përqendrimet nga një rajon në tjetrin.
Me të vërtetë, përqendrimet e molekulave ndryshonin. Nëse përqendrimet e ligandëve ndryshojnë nga një rajon në tjetrin,
atëherë rezultati i tij i ri dhe befasues ishte ndoshta përfaqësues i oqeanit real: Një qarkullim më i dobët çon në më shumë dioksid karboni në atmosferë.
“Është ky një truk i çuditshëm që ndryshoi gjithçka,” thotë Lauderdale. “Kalimi i ligandëve ka zbuluar këtë lidhje plotësisht të ndryshme midis qarkullimit të oqeanit dhe CO2 atmosferik që menduam se e kuptonim mjaft mirë.”
Cikël i ngadaltë Për të parë se çfarë mund të shpjegonte trendin e përmbysur, Lauderdale analizoi aktivitetin biologjik dhe përqendrimet e karbonit, lëndëve ushqyese, hekurit dhe ligandëve nga modeli i oqeanit nën forca të ndryshme qarkullimi, duke krahasuar skenarët ku ligandët ishin të ndryshueshëm ose konstantë në kutitë e ndryshme.
Kjo zbuloi një reagim të ri: Sa më i dobët të ishte qarkullimi i oqeanit, aq më pak karbon dhe lëndë ushqyese oqeani tërhiqte nga thellësia. Çdo fitoplankton në sipërfaqe do të kishte më pak burime për t’u rritur dhe si rezultat do të prodhonte më pak nënprodukte (përfshirë ligandët).
Me më pak ligandë të disponueshëm, më pak hekur në sipërfaqe do të ishte i përdorshëm, duke reduktuar më tej popullatën e fitoplanktonit. Atëherë do të kishte më pak fitoplankton të disponueshëm për të thithur dioksidin e karbonit nga atmosfera dhe për të konsumuar karbonin që ngrihej nga thellësia e oqeanit.
“Puna ime tregon se duhet të shohim më me kujdes se si biologjia e oqeanit mund të ndikojë në klimën,” thekson Lauderdale. “Disa modele të klimës parashikojnë një ngadalësim prej 30% të qarkullimit të oqeanit për shkak të shkrirjes së fletëve të akullit, veçanërisht rreth Antarktidës.
“Kjo ngadalësim i madh në qarkullimin e oqeanit mund të jetë në fakt një problem i madh: Përveç një sërë çështjesh të tjera klimatike, jo vetëm që oqeani do të thithë më pak CO2 antropogjenik nga atmosfera, por kjo mund të amplifikohet nga një lirimi i karbonit të thellë të oqeanit, duke çuar në një rritje të paparashikuar të CO2 në atmosferë dhe ngrohje të mëtejshme të papritur të klimës.”
