У надрах океані знайдено "гігантську соковижималку": про її існування не здогадувалися

Протягом десятиліть учені вважали глибоководний океан середовищем із низьким вмістом поживних речовин, де мікроби виживають за рахунок мізерних ресурсів. Однак у новому дослідженні команда з Університету Південної Данії виявила, що це твердження не є повним.

Тепер біологи стверджують, що поживні речовини в глибоководних районах океану можуть бути більш доступними, ніж вважалося раніше. Результати дослідження вказують на те, що мікроби можуть отримувати доступ до раніше невідомого джерела розчиненої органічної їжі.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Дослідження показало, що органічні частинки, відомі як морський сніг, що тонуть, починають виділяти розчинений вуглець і азот, коли досягають глибини 2-6 кілометрів. Далі ці поживні речовини стають доступними для мікробів, що живуть у навколишній морській воді. За словами дослідників, це відбувається через екстремальний гідростатичний тиск, що спостерігається на таких глибинах.

За словами першого автора дослідження, біолога і доцента Пітера Штіфа, тиск у надрах океану, по суті, діє як гігантська соковижималка. Він вичавлює розчинені органічні сполуки з частинок, і мікроби можуть використовувати їх негайно. За оцінками дослідників, ці частинки, що тонуть, можуть вивільнити до 50% свого початкового вуглецю і від 58% до 63% азоту під час свого занурення.

Автори зазначають, що їхнє відкриття також має значення для глобального вуглецевого циклу. Якщо морський сніг втрачає велику кількість вуглецю, перш ніж досягти морського дна, то в глибоководних відкладеннях може зберігатися менше вуглецю, ніж вважалося раніше.

Замість цього вчені виявили, що вивільнений вуглець залишається розчиненим у глибоководних океанських водах. Ба більше, він здатний залишатися там сотні або навіть тисячі років, перш ніж повільно повернеться на поверхню океану, а врешті-решт і земну атмосферу.

За словами дослідників, вуглець, який опинився похованим у відкладеннях, йде зовсім іншим шляхом. Одного разу замкнений у донних відкладеннях, він може залишатися в полоні мільйони років. За тривалі періоди цей похований вуглець може накопичуватися у величезних кількостях. По суті, більша частина видобутої сьогодні нафти і газу утворилася саме завдяки цьому процесу.

За словами Пітера Штіфа, саме цей процес впливає на те, скільки вуглецю може зберігати океан і як довго. Ці накопичення також важливі для розуміння кліматичних процесів і для поліпшення майбутніх моделей.

Відомо, що в океані морський сніг утворюється, коли дрібні частинки органічного матеріалу злипаються. Ці частинки можуть включати мертві водорості, мікроби та інше органічне сміття, що дрейфує у воді. Збираючись і опускаючись у товщі води, скупчення часто нагадують крихітні сніжинки, звідси й назва.

Під час дослідження вчені провели лабораторний експеримент, у якому створили штучний морський сніг, використавши діатомові водорості. Команда помістила частинки в спеціально розроблені резервуари високого тиску, щоб імітувати умови глибокого океану. Резервуари безперервно оберталися, що підтримувало частинки в підвішеному стані, запобігаючи їх осіданню на дні.

У цих умовах вчені спостерігали, що до половини вмісту вуглецю в частці могло витікати під час її занурення. Більша частина матеріалу, що вивільнявся, складалася з білків і вуглеводів — речовин, які глибоководні мікроби легко споживають.

Результати також показали, що мікроби реагують швидко: протягом двох днів чисельність бактерій збільшилася в 30 разів, а швидкість дихання різко зросла. Це вказує на те, що органічна речовина, яка витікає, служить швидким і цінним джерелом енергії на великій глибині.

Під час написання матеріалу використовувалися дані з таких джерел: Science Advances, SciTechDaily.