Prelomový objav: V boji proti klimatickým zmenám môžu pomôcť VÝKALY

Morské exkrementy môžu pomôcť v boji proti klimatickým zmenám. Vedci vyvinuli metódu, ktorá využíva metabolizmus oceánskeho zooplanktónu na odstránenie voľného uhlíka z vôd. Ako vysvetlili, ide o zrýchlenie prírodných procesov vyskytujúcich sa vo vode.

Oceány sú jedným z najdôležitejších rezervoárov uhlíka na Zemi – obsahujú asi 50-krát viac tohto prvku ako v atmosfére. Systém na odstraňovanie uhlíka z atmosféry, jeho viazanie a ukladanie sa nazýva biologická pumpa.

Zahŕňa mnoho fyzikálnych, chemických a biologických procesov. Vedci z Dartmouth College v New Hampshire vyvinuli spôsob, ako urýchliť a zvýšiť efektivitu tohto systému.

Ako súvisia morské výkaly s atmosférou?

Východiskovým bodom pre analýzu boli hromadné kvitnutia rias. Hoci sú pre rybárov a turistov na obtiaž, plnia dôležitú funkciu – každý rok dokážu z atmosféry odstrániť približne 150 miliárd ton oxidu uhličitého a premeniť ho na organickú hmotu.

Táto fixácia uhlíka však netrvá dlho – keď kvet odumrie, častice sa stanú potravou pre morské baktérie, ktorých metabolické procesy uvoľňujú väčšinu zachyteného uhlíka späť do atmosféry.

Aby sa pokúsili prvok „znovu uzamknúť“, výskumníci nastriekali na vodnú hladinu jemný hlinený prach. Bol zozbieraný z Atlantického zálivu Maine, z obdobia tesne predtým, ako riasy začali odumierať.

Všimli si, že prach sa prilepil na uvoľnené častice uhlíka predtým, ako unikol do atmosféry, čím sa vytvorili malé vločky. Tieto lepkavé granule sa stali potravou pre zooplanktón, teda mikroskopické tvory, ktoré obývajú hlbiny vody.

„Zvyčajne len malá časť uhlíka zachyteného na povrchu končí v hlbokom oceáne na dlhodobú sekvestráciu,“ vysvetlil Mukul Sharma, spoluautor analýzy zverejnenej vo vedeckých správach.

V tímových experimentoch hlinený prach zachytil až 50 percent uhlíka uvoľneného mŕtvymi riasami predtým, ako sa mohol dostať do vzduchu. Časť uhlíka padla ako „morský sneh“ – organická hmota, ktorá vyživuje hĺbku – rýchlejšie ako hlinený prach. 

Zároveň sa v morskej vode upravenej ílom prudko znížili populácie baktérií, ktoré iniciujú uvoľňovanie uhlíka späť do atmosféry.

„Vytvárame morský sneh, ktorý dokáže transportovať uhlík oveľa vyššou rýchlosťou pomocou ílových minerálov,“ povedal Sharma.

Zooplanktón ďalej urýchľuje tento proces prostredníctvom ich chuti do jedla a každodennej migrácie známej ako denná vertikálna migrácia. Pod rúškom tmy sa mikroskopické tvory vynárajú z hlbín, aby sa nakŕmili vo vode bohatej na živiny blízko povrchu.

Po úsvite sa vracajú do hlbších vôd, kde ukladajú „vločky“ vo forme výkalov.

Tento proces sa nazýva aktívny transport a je dôležitou súčasťou biologickej pumpy oceánu. O niekoľko dní skracuje čas potrebný na to, aby sa uhlík dostal do nižších hĺbok v porovnaní so samospádajúcimi vločkami.

Skúšky v teréne

Tím plánuje otestovať metódu v teréne striekaním hliny na kvety fytoplanktónu pri pobreží južnej Kalifornie. Výskumníci chcú otestovať účinnosť technológie pomocou senzorov umiestnených v rôznych hĺbkach.

Ako vysvetlili, chcú pozorovať, kde v oceáne zooplanktón najefektívnejšie odstraňuje uhlík.

„Na vykonanie tejto práce je veľmi dôležité nájsť správne oceánografické podmienky. Nemôžete všade bezhlavo hádzať hlinu,“ povedal Sharma. 

„Najprv musíme otestovať účinnosť procesu v rôznych hĺbkach a potom budeme môcť vybrať najlepšie miesta na odštartovanie procesu,“ dodal vedec.