Tengeri hó: kulcsszerep a nitrogénciklus fenntartásában

A tengeri hó, amely szerves anyagok lassú süllyedése az óceán mélyére, nemcsak a szénciklusban játszik fontos szerepet, hanem a nitrogénciklus fenntartásában is. Egy új kutatás szerint a tengeri hó szorosan összefügg az anammox folyamattal, amely az oxigénhiányos tengeri zónákban jelentős nitrogénveszteséget okoz. Ez a felfedezés új megvilágításba helyezi az óceánok biogeokémiai folyamatait, és segít megérteni, hogyan szabályozzák a tengeri ökoszisztémák a Föld nitrogénegyensúlyát. Cikkünkben bemutatjuk a tengeri hó szerepét, az anammox folyamat jelentőségét és a kutatás legfontosabb eredményeit.

Mi az a tengeri hó?

A tengeri hó szerves és szervetlen anyagok, például elhalt planktonok, algák és egyéb mikroorganizmusok maradványainak lassú süllyedése az óceán mélyebb rétegeibe. Ez a folyamat az óceán felszíni, napfényben gazdag zónájából indul, ahol a fitoplanktonok fotoszintézissel szerves anyagot termelnek. A tengeri hó a biológiai pumpa részeként működik, amely a szén-dioxidot és más tápanyagokat a mélyebb vizekbe szállítja. A süllyedő részecskék méretüktől függően különböző sebességgel érik el az óceán fenekét, miközben fontos szerepet játszanak a tengeri ökoszisztémák tápanyagellátásában.

Az anammox folyamat és a nitrogénciklus

Az anammox (anaerob ammónium-oxidáció) egy mikrobiális folyamat, amely során az ammóniumot nitritekkel oxidálnak nitrogéngázzá oxigénhiányos környezetben. Ez a folyamat különösen jelentős az óceánok oxigénhiányos zónáiban, például a Peru partjainál található oxigénminimum-zónában. Az anammox és a denitrifikáció együttesen az óceánok nitrogénjének akár 40%-át is eltávolíthatja, ami hatással van a tengeri ökoszisztémák tápanyag-egyensúlyára. A nitrogénciklus szabályozása kulcsfontosságú, mivel a nitrogén létfontosságú tápanyag az élőlények számára, ugyanakkor a túlzott nitrogénbevitel káros hatással lehet a környezetre.

A kutatás fő eredményei

A Max Planck Institute for Marine Microbiology és a GEOMAR kutatói által végzett tanulmány szerint a tengeri hó szerves anyagai ammóniumforrásként szolgálnak az anammox baktériumok számára. Meglepő módon azonban ezek a baktériumok nem magán a tengeri hóra telepednek meg, hanem a környező vízoszlopban élnek. A kutatók azt találták, hogy a kisebb, lassabban süllyedő tengeri hó részecskék különösen fontosak, mert hosszabb ideig maradnak a vízoszlopban, így több időt biztosítanak az anammox folyamat számára. Ez a felfedezés új megvilágításba helyezi a tengeri hó és a nitrogénciklus közötti kapcsolatot, és segít pontosítani a biogeokémiai modelleket.

Miért fontos a tengeri hó a nitrogénciklus szempontjából?

A tengeri hó nemcsak a szén-dioxid tárolásában, hanem a nitrogénciklus szabályozásában is kulcsszerepet játszik. A süllyedő szerves anyagok tápanyagokat, például ammóniumot biztosítanak az anammox baktériumok számára, amelyek nitrogéngáz formájában eltávolítják a nitrogént az óceánból. Ez a folyamat hozzájárul az óceánok nitrogénegyensúlyának fenntartásához, és csökkenti a nitrogén túlzott felhalmozódásának kockázatát, ami például eutrofizációhoz vezethet. A kutatás rávilágít arra, hogy a tengeri hó méret- és süllyedési sebességbeli különbségei jelentősen befolyásolják a nitrogénveszteség mértékét.

Az óceánok szerepe a globális tápanyagciklusokban

Az óceánok a Föld legnagyobb szén- és nitrogéntárolói közé tartoznak. A biológiai pumpa, amelynek része a tengeri hó, kulcsfontosságú a szén-dioxid légkörből történő eltávolításában, ugyanakkor a nitrogénciklus szabályozásában is alapvető szerepet játszik. Az oxigénhiányos zónák, ahol az anammox folyamat zajlik, különösen érzékenyek a környezeti változásokra, például az óceánok oxigénszintjének csökkenésére. A globális felmelegedés és az emberi tevékenységek, például a mezőgazdasági műtrágyák használata, növelik a nitrogénbevitelt az óceánokba, ami további kutatásokat tesz szükségessé a nitrogénciklus hosszú távú hatásainak megértéséhez.

A kutatás jelentősége a jövőre nézve

A tanulmány eredményei hozzájárulnak a Föld rendszer modelljeinek fejlesztéséhez, amelyek segítségével pontosabban előrejelezhetjük az óceánok szerepét a globális tápanyagciklusokban. A tengeri hó és az anammox folyamat közötti kapcsolat megértése lehetővé teszi, hogy jobban felmérjük az emberi tevékenységek, például a nitrogéntartalmú műtrágyák használatának hatásait az óceánokra. A kutatók hangsúlyozzák, hogy a kisebb tengeri hó részecskék szerepének figyelembevétele kulcsfontosságú a nitrogénveszteség pontos modellezéséhez, különösen az oxigénhiányos zónákban.

A tengeri hó nem csupán az óceánok szénciklusának fontos eleme, hanem a nitrogénciklus fenntartásában is alapvető szerepet játszik. Az anammox folyamat támogatása révén a tengeri hó hozzájárul az óceánok nitrogénegyensúlyának szabályozásához, különösen az oxigénhiányos zónákban. A legújabb kutatások rávilágítanak arra, hogy a kisebb, lassabban süllyedő részecskék különösen fontosak ebben a folyamatban. Ezek az eredmények nemcsak a tudományos modellek pontosítását segítik, hanem felhívják a figyelmet az óceánok védelmének fontosságára a globális tápanyagciklusok fenntartása érdekében.

A tanulmány a Science Advances folyóiratban jelent meg .

Fotó: Canva