FoodPro Preloader

Ancient Ocean Acidification Intimates Long Recovery fra klimaendringer


Enkeltcelle livsformer trives over hele verdenshavene - og har for hundrevis av millioner av år. Små varianter kjent som kalkholdige nanoplankton bygger utrygge, mikroskopiske skjelllignende vognhjul, fiskeskalaer, selv overlappende ovale skjold dekorert med sprengte eksplosjoner i sine sentre, kjent som "coccoliths".

Enkeltcelle livsformer trives over hele verdenshavene - og har for hundrevis av millioner av år. Små varianter kjent som kalkholdige nanoplankton bygger utrygge, mikroskopiske skjelllignende vognhjul, fiskeskalaer, selv overlappende ovale skjold dekorert med sprengte eksplosjoner i sine sentre, kjent som "coccoliths". Evnen til å danne disse skallene hviler på mengden kalsiumkarbonat (CaCO3) oppløst i sjøvannet - og mengden avhenger av konsentrasjonene av atmosfærisk karbondioksid (CO2).
CO2 er allestedsnærværende drivhusgassen som slippes ut av menneskelig aktivitet, særlig fossilt brensel og skogbrennende. Som nivåer stiger i atmosfæren (for tiden på 390 deler per million og telle), absorberer havets overflatevann mer av molekylet. Denne vann-CO2-blandingen danner karbonsyre, noe som reduserer havets totale pH (jo lavere pH, jo mer sure). Mer surt havvann betyr mindre kalsiumkarbonat-og mindre materiale for skallbyggingsanlegg og dyr av alle størrelser, inkludert nannoplankton som utgjør grunnlaget for næringskjeden.
Selvfølgelig er den nåværende tiden nesten ikke første gang planeten har sett høyere nivåer av CO2. Faktisk var rundt 121 millioner år siden - i en alder kjent som den tidlige Aptian-globale CO2-nivået sannsynligvis høyere enn 800 ppm (og muligens så høyt som 2000 ppm) takket være kataklysmiske vulkanske utbrudd. Nå viser ny forskning publisert i Science 23. juli hvordan forfedre til dagens nannoplankton gikk langt i de sure havene for lenge siden.
Det var en tid med "alvorlig global oppvarming", paleobiolog Elisabetta Erba ved Universitetet i Milano og hennes kollegaer skrev, etter å ha studert karbonisotoperene innebygd i dype havbunnsborer boret i Stillehavet og steder i det gamle Tethys-havet, som eksisterte under den mesozoiske perioden. Rekordene viser at forsuring viste seg å være et stort problem for nannoplankton. "Under den aptiske episoden opplevde marinkalsatorer en stor krise på grunn av økt CO2-indusert forsuring, " sier Erba.
Men den krisen var ikke en stor utryddelseshendelse. Nannoplanktonet reagerte ved å gjøre mindre skalldannende-de tyngste skallformene, kjent som nannokonider, i stor grad forsvunnet fra fossilregistreringen (selv om de ikke ble utdødt, samme art dukker opp igjen etter forsuring), og ved å diversifisere til nye, mindre arter. I noen tilfeller økte artene i overflod, men krympet i størrelse - med så mye som 60 prosent. "Misdannelse er også fastslått for noen [utbredte] arter, " Erba notater.
Det tok minst 25.000 år for de nye surhetsnivåene som ble nådd i overflatevannet, for å overføre til dypere farvann, ifølge forskningen, og havet tok 75.000 år for å nå sin maksimale surhet for den episoden, samt minst 160.000 år til komme seg. Lengden på denne episoden kommer "trolig fordi flere CO2-impulser bidro til surgjøring av havet, " sier Erba. Videre planlegger hun å undersøke andre høye CO2-hendelser i geologisk rekord for å se "om de samme årsakene til overflødig CO2, global oppvarming, havsyring - utløser lignende effekter på marine kalsifiserende stoffer på forskjellige tidspunkter."
Men den 25.000 år lange forsinkelsen mellom surgjøring av overflatevann og dypere farvann er mystisk, påpeker geologist Timothy Bralower fra Pennsylvania State University, som ikke var involvert i denne studien. "I det moderne hav vil en tilsvarende inntasting av karbon innebære et lag i rekkefølgen av århundrer, " bemerker han. "Så noe er veldig annerledes." Og nannokonidene begynner å forsvinne selv før fossile rekord indikerer lettere vulkanske karbonisotoper - med andre ord, antagelig før den faktiske forsuring. Likevel sier han, "den gir den nyeste teknologien når det gjelder forståelsen av effekten av innføringen av massive mengder CO2 på overflatehavsøkosystemene."
Det er trolig dårlige nyheter for moderne nannoplankton- og annet mikroskopisk livsbygning som foraminifera. Foraminifera reagerte på samme måte som den aptiske hendelsen, sier Erba, selv om "dataene fortsatt er sparsomme". Moderne eksperimenter er enige med fossilregistreringen: Høye CO2-nivåer i laboratorietester forteller "selektiv kokokolmisdannelse, dvergfaktor og reduksjon i forkalkning", sier Erba, mens disse resultatene har vært motstridende til tider, tilføyer Bralower.
Uansett er skallene av minst en moderne foraminifera i Sørhavet allerede mindre enn de av deres forfedre for bare et århundre siden. Og den moderne oppbyggingen av atmosfærisk CO2 skjer langt raskere enn disse gamle episodene. "Den nåværende hastigheten på havsyring er omtrent hundre ganger raskere enn de raskeste hendelsene" i den geologiske fortiden, bemerker marin geologen William Howard i Antarktis klima- og økosystems samarbeidsforskningsenter i Hobart, Tasmania. I tillegg kan den direkte virkningen av global oppvarming komplisere bildet - akkurat som moderne koraller lider av økt bleking takket være varmere havstemperaturer, samt kapasitetsutbyggingskapasiteten med redusert karbonatkapasitet forårsaket av havsyring. Bralower legger til: "Det store spørsmålet er om moderne arter vil kunne tilpasse seg det jeg forventer vil bli mye raskere pH reduksjon i de kommende århundrene."
Denne forvandlingen av de små skjellformede skapningene som ligger til grunn for næringskjeden eller, som koraller, gir de svært habitatene som tillater andre arter å trives, vil forstyrre havene. Og som denne studien antyder, vil utvinning fra havsyring sannsynligvis ta årtusener som det gjør på den jevne, langsomme forvitringen av kontinentalslipp for å skylle mer karbonat inn i havene. "Hvis dette og andre studieres konklusjoner er riktige, " forteller Howard, "havets utvinning vil ta hundre tusen år."