Pozorování naznačují, že vlny veder v mořích se v posledních několika desetiletích zvětšují a zesilují. Oceán absorbuje čtvrtinu oxidu uhličitého vyprodukovaného každý rok lidskou činnosti tím, že ho uzamkne v hlubinách, je tak významným regulátorem klimatu.

Teplejší oceán však může znamenat méně uhlíku vázaného v oceánu, což může následně změnu klimatu spíše urychlit..

Uhlík je jedním z nejrozšířenějších chemických prvků na Zemi. Mezi jednotlivými oblastmi svého výskytu, kterými jsou atmosféra, biosféra, oceány a litosféra, neustále koluje, tomuto jevu se říká uhlíkový cyklus.

Více než 99 % pozemského uhlíku obsahuje litosféra, pevná horninová skořápka Země. Koloběh uhlíku je klíčový pro udržení života na Zemi. Lidská činnost však narušuje tento koloběh, v jejím důsledku se obsah oxidu uhličitého v atmosféře zvýšil do roku 2020 o 52 % oproti předindustriálnímu období, což vede k většímu ohřevu atmosféry i zemského povrchu Sluncem.

Plankton jako ukladač uhlíku

Klíčovou složkou krátkodobých i dlouhodobých procesů, které sekvenují uhlík a regulují klima planety, je plankton. Jedná se o soubor mikroskopických organismů pasivně se vznášejících v prostředí. Pohybují se díky vodním proudům a turbulencím a tvoří základ potravního řetězce v mořích a oceánech.

Oxid uhličitý obsažený v atmosféře se nepřetržitě rozpouští na povrchu oceánu, kde jej během fotosyntézy zabudovává do svých buněk fytoplankton, podobný rostlinám.

Fytoplankton je následně konzumován a rozkládán zooplanktonem, podobným živočichům, a mikroby. Přitom dochází k uvolnění uhlíku, který ve formě fekálii zooplanktonu klesá do hluboké, studené vody, kde může zůstat tisíce let.

Část těchto „podvodních srážek“, kterým se říká mořský sníh, živí hluboce žijící tvory, další se nadále potápí a usazuje na mořském dně a hromadí se ve vrstvách bahna, které nakonec zkamení a zachytí uhlík na miliony let.

Denní vertikální migrace

K tomuto procesu velmi přispívá tak zvaná denní vertikální migrace. Jedná se o největší migraci na světě, ke které každý den dochází ve světových oceánech. V noci se plankton i některé ryby přesouvají do nejvyšších vrstev vody, aby se za svítání vrátili do hlubších vrstev.

Mezi hlavní důvody, proč k této vertikální migraci dochází, je únik před predátory, šetření energií, zabránění poškození UV zářením a podobně. Tento typ migrace je klíčový pro fungování hlubokomořských potravinových sítí i biologicky řízenou část uhlíkového cyklu.

Vlny veder však mohou zpomalit transport uhlíku do hlubin, a tím i schopnost oceánu tlumit klimatické změny. Vyplývá to ze studie, publikovaná v časopise Nature Communications, za kterou stojí tým mezidisciplinárních výzkumníků z MBARI, University of British Columbia, Rosenstiel School of Marine a dalších.

V jejím rámci monitorovali odborníci biologické podmínky ve vodním sloupci Aljašského zálivu po dobu více než deseti let. Během ní zažila oblast dvě po sobě jdoucí vlny veder, jednu v letech 2013 až 2015, druhou mezi roky 2019 a 2020.

Desetiletí trvající monitorování situace v oceánu

Tým využil data shromážděná v rámci projektu Global Ocean Biochemical Array, vedeného organizací MBARI, která využívá robotické plováky k monitorování zdraví oceánů. Ty měří oceánské podmínky, jako je teplota, slanost, dusičnany, kyslík, chlorofyl a částice organického uhlíku ve vodním sloupci každých pět až deset dní.

Tým se také zabýval sezónními daty z lodních průzkumů, které sledovaly složení planktonové komunity.

Odborníci zjistili, že situace se u jednotlivých vln veder mírně lišila. Během první vlny veder byla produkce uhlíku na mořské hladině fotosyntetickým planktonem vysoká, ale místo rychlého klesání do hlubin moře se malé částice uhlíku nahromadily přibližně 200 metrů pod vodou.

V průběhu druhé vlny byla akumulace uhlíkových části na povrchu oceánu tak vysoká, že ji nebylo možné připsat pouze produkci uhlíku fytoplanktonem, pravděpodobně byla způsobena i recyklací uhlíku mořskými živočichy a hromaděním odumřelých těl rostlin a živočichů.

Během vln veder uhlík neklesal k mořskému dnu

Tento uhlík poté setrval v hloubkách 200 až 400 metrů pod hladinou, místo aby klesal do hlubin moře. Vědecký tým připsal tyto rozdíly v transportu uhlíku mezi oběma vlnami veder změnám v populacích fytoplanktonu.

Tyto změny se následně kaskádovitě šířily potravní sítí, což vedlo k nárůstu počtu požíračů, jako jsou třeba mořské okurky, kteří neprodukují rychle klesající odpadní částice, což bránilo uhlíku transportovat se do větších hloubek.

„Náš výzkum zjistil, že tyto dvě velké vlny veder v moři změnily planktonová společenstva a narušily biologickou uhlíkovou pumpu oceánu. Dopravní pás, který přepravoval uhlík z povrchu do hlubin, se zablokoval, což zvýšilo riziko, že se uhlík může vrátit do atmosféry, místo aby byl uzamčen hluboko v oceánu,“ vysvětluje hlavní autorka Mariana Bifová, dříve výzkumná specialistka na MBARI a nyní odborná asistentka na katedře oceánských věd na Rosenstiel School.

Z toho plyne, že teplejší oceán může být chopen vázat méně uhlíku, což může přispět k urychlení změnu klimatu.

Zdroj: phys.org