Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən

Robert Egan tərəfindən redaktə edilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Unsplash/CC0 İctimai Sahə

Dərin okeanın bəzi hissələrində qar yağırmış kimi görünə bilər. Bu “dəniz qarı”, orqanizmlərin ölməsi və parçalanması zamanı atdığı toz və tullantılardır. Dəniz qarı, hissəciklərin minilliklər boyu dəniz dibində basdırıldığı okeanın ən dərin hissələrinə bir neçə kilometrə qədər düşə bilər.

İndi MIT tədqiqatçıları və onların əməkdaşları dəniz qarı yağdıqca kiçik avtostopçuların hissəciklərin əriməzdən əvvəl nə qədər dərinliyə batdığını məhdudlaşdıra biləcəyini aşkar ediblər. Komanda göstərir ki, bakteriyalar dəniz qar hissəciklərinə mindikdə, mikroblar hissəciklərin batmasına kömək edən vacib bir ballast olan kalsium karbonatını yeyə bilər.

Bu həftə Milli Elmlər Akademiyasının Proceedings jurnalında dərc olunan tapıntılar, kalsium karbonatının alimlərin onun bütöv qalmalı olduğunu düşündüyü okeanın dayaz təbəqələrində necə həll olduğunu izah edə bilər. Nəticələr həmçinin alimlərin okeanın atmosferdən karbonu nə qədər tez ələ keçirə biləcəyi ilə bağlı anlayışlarını da dəyişdirə bilər.

Dəniz qarı okeanın karbonu saxladığı əsas vasitədir. Okeanın səthində fitoplankton atmosferdən karbon qazını udur və qazı kalsium karbonat da daxil olmaqla digər karbon formalarına çevirir – bu maddə dəniz qabıqlarında və mərcanlarda olur. Onlar öldükdə, fitoplankton parçaları dəniz qarı kimi okeandan aşağı sürüşərək karbonu özləri ilə daşıyır. Əgər hissəciklər dərin okeana çatarsa, daşıdıqları karbon yüzlərlə, minlərlə il ərzində basdırıla və kilidlənə bilər.

Lakin yeni tədqiqat göstərir ki, bakteriyalar okeanın karbonu udmaq qabiliyyətinə qarşı işləyə bilər. Bakteriyalar hissəciklərin kalsium karbonatını aşındırmaqla dəniz qarının batmasını əhəmiyyətli dərəcədə yavaşlada bilər. Onlar nə qədər çox qalsalar, hissəciklərin tez nəfəs alma ehtimalı bir o qədər yüksəkdir, karbon qazını dayaz okeana buraxır və ehtimal ki, atmosferə geri qayıdır.

Tədqiqatın həmmüəllifi, Yer, Atmosfer və Planet Elmləri Departamentinin dosenti və MIT-də İqlim Layihəsinin missiya direktoru Endryu Babbin deyir: “Göstərdiyimiz odur ki, karbon gözlənilən qədər dərin və ya sürətli şəkildə batmaya bilər.” “Bəşəriyyət atmosferdə bu qədər çox CO2-nin olması problemindən çıxış yolu tapmağa çalışarkən _, bu təbii mikrob mexanizmlərini və geribildirimləri nəzərə almalıyıq.”

Tədqiqatın əsas müəllifi keçmiş MIT postdoktoru, hazırda Rutgers Ətraf Mühit və Bioloji Elmlər Məktəbində dəniz və sahil elmləri üzrə dosent vəzifəsində çalışan Benedikt Borerdir; həmmüəlliflər arasında Vuds Houl Okeanoqrafiya İnstitutundan Adam Subhas və Metyu Hayden və MIT-in Davamlılıq Elmi və Strategiyası Mərkəzinin baş tədqiqatçısı Ryan Woosley var.

Arıqlamaq

Dəniz qarı okeanın əsas “bioloji nasosu” rolunu oynayır, bu proses okeanın karbonu səthdən dərin okeana çəkməsi prosesidir. Alimlər hesablayırlar ki, dəniz qarı hər il milyardlarla ton karbonu udmaqdan məsuldur. Dəniz qarının batma qabiliyyəti əsasən hissəciklərin içərisində olan kalsium karbonat kimi minerallardan qaynaqlanır. Mineral hissəciyi ağırlaşdıran sıx bir ballastdır. Bir hissəcikdə kalsium karbonat nə qədər çox olarsa, bir o qədər tez batır.

Alimlər termodinamikaya əsaslanaraq, səth okeanındakı ümumi temperatur və pH şərtləri nəzərə alınmaqla, kalsium karbonatının okeanın yuxarı təbəqələrində həll olmamalı olduğunu fərz etmişdilər. Dəniz qarında birləşən hər hansı bir kalsium karbonat yol boyu həll olmadan 1000 metrdən çox dərinliyə təhlükəsiz şəkildə batmalıdır.

Lakin okeanoqraflar uzun müddətdir ki, okeanın yuxarı təbəqələrində həll olmuş kalsium karbonatının əlamətlərini müşahidə edirlər və bu da okeanın makromiqyaslı şəraitindən başqa bir şeyin mineralı həll etdiyini və okeanın bioloji nasosunu ləngitdiyini göstərir.

Həqiqətən də, MIT komandası dayaz sularda kalsium karbonatını həll edən şeyin fərdi hissəciyin bilavasitə mühitində baş verən mikromiqyaslı bir proses olduğunu aşkar etmişdir.

Borer deyir ki, “Əksər okeanoqraflar makromiqyas haqqında düşünürlər və bu halda mikroskopik hissəciklərdə baş verənlər əslində dəniz suyunun həcminin kimyasını idarə edən şeydir. Okeanın karbon qazını udma qabiliyyətinə dair çoxlu sayda nəticələr var.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Batan şirniyyat yeri

Tədqiqatçılar yeni tədqiqatlarında dəniz qarının batan hissəciyini və onun mikromiqyasda qarşılıqlı təsirini simulyasiya etmək üçün bir təcrübə apardılar. Komanda, müxtəlif konsentrasiyalarda kalsium karbonat və bakteriyalardan – okeanda tez-tez bu hissəciklərlə qidalanan orqanizmlərdən – əmələ gətirdikləri dəniz qarına bənzər hissəcikləri sintez etdi.

Babbin deyir: “Okean üzvi maddələrə nisbətən kifayət qədər seyrək bir mühitdir. Buna görə də bakteriyalar kimi orqanizmlər qida axtarmalıdırlar. Dəniz qarının hissəcikləri isə bakteriyalar üçün pendirli burger kimidir.”

Komanda hissəcikləri saxlamaq üçün kiçik bir mikrofluidik çip hazırladı və okeanda müxtəlif batma sürətlərini simulyasiya etmək üçün dəniz suyunu müxtəlif sürətlə çipdən keçirdi. Onların təcrübələri göstərdi ki, hissəciklər hər hansı bir bakteriyaya sahib olduqda, onlar sürətlə bir qədər kalsium karbonatını da itirir və bu da ətrafdakı dəniz suyuna həll olur. Bakteriyalar hissəciklərin üzvi materialı ilə qidalandıqca, mikroblar hissəciklərin qeyri-üzvi, ballastlaşdırıcı kalsium karbonatını həll etmək üçün hərəkət edən turşu tullantılarını ifraz edirlər.

Tədqiqatçılar həmçinin həll olan kalsium karbonatının miqdarının hissəciklərin nə qədər sürətlə batmasından asılı olduğunu aşkar etdilər. Onlar dəniz suyunu hissəciklərin ətrafında yavaş, orta və yüksək sürətlə axdırdılar və həm yavaş, həm də sürətli batmanın həll olan kalsium karbonatının miqdarını məhdudlaşdırdığını müəyyən etdilər. Yavaş batma zamanı hissəciklər ətraf mühitdən o qədər də çox oksigen almırlar ki, bu da əsasən avtostopla gedən bakteriyaları boğur. Zərrəciklər tez batdıqda, bakteriyalar kifayət qədər oksigenlə zənginləşə bilər, lakin onların yaratdığı hər hansı tullantı məhsulları hissəciklərin kalsium karbonatını həll etməzdən əvvəl asanlıqla yuyula bilər.

Orta sürətlərdə əlverişli bir nöqtə var: Bakteriyalar kifayət qədər oksigenlə zəngindir və həmçinin kifayət qədər tullantı toplaya bilər ki, bu da mikrobların kalsium karbonatını effektiv şəkildə həll etməsinə imkan verir.

Ümumilikdə, iş göstərir ki, bakteriyalar dəniz qarının dərin okeanda batmaq və karbonu tutmaq qabiliyyətinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər. Bakteriyalara hər yerdə, xüsusən də dayaz okean bölgələrində rast gəlmək olar. Bu üst təbəqələrdəki makromiqyaslı şərait kalsium karbonatını həll etməməli olsa belə, tədqiqat göstərir ki, mikromiqyasda işləyən bakteriyalar bunu çox güman ki, edir.

Bu tapıntılar okeanoqrafların dayaz okean bölgələrində həll olmuş kalsium karbonat müşahidələrini izah edə bilər. Onlar həmçinin göstərir ki, bakteriya və digər mikroblar dəniz qarının balastını həll etməklə və onun dərin okeana enməsini yavaşlatmaqla okeanın karbonu udmaq üçün təbii qabiliyyətinə qarşı işləyə bilər. İnsanlar okeanın bioloji nasosunu gücləndirməyi əhatə edən iqlim həlləri barədə düşündükcə, tədqiqatçılar bakteriyaların rolunun nəzərə alınmalı olduğunu vurğulayırlar.

“Bu işdən əldə edilən məlumatlar ekosistemlərin dəniz karbon qazının çıxarılması cəhdlərinə necə reaksiya verəcəyini və ümumilikdə okeanların gələcək iqlim ssenarilərinə necə cavab verəcəyini proqnozlaşdırmaq üçün çox vacibdir”, – deyə tədqiqatın təcrübələrini MIT-in Yer, Atmosfer və Planet Elmləri şöbəsində postdoktorantura təhsili alan Benedikt Borer bildirib.

Nəşr detalları

Borer, Benedikt və b., Batan dəniz hissəciklərində kalsitin mikrobioloji cəhətdən gücləndirilmiş həll olunması, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2510025123 . doi.org/10.1073/pnas.2510025123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas anlayışlar

karbon axınıfitoplanktonçöküntüdəniz kimyasıKarbon Sekvestrasiyası

Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilir