Golema, svjetleća tirkizna mrlja usred plavo-sivih voda Južnog oceana godinama je zbunjivala znanstvenike. Otkako je prvi put uočena na satelitskim snimkama početkom 2000-ih, njezin je uzrok bio zagonetka, no oceanografi su sada, čini se, napokon riješili misterij, piše ScienceAlert.
Detaljnim mapiranjem koncentracija fitoplanktona i biokemijskih spojeva otkrivena je neočekivana kombinacija mikroorganizama. Ovo otkriće dovodi u pitanje dosadašnje pretpostavke o tome kako hladne vode najjužnijih svjetskih oceana apsorbiraju ugljik.
Sjeverno od misteriozne mrlje proteže se reflektirajući prsten morske vode poznat kao Veliki kalcitni pojas. Otkriven prije otprilike dva desetljeća, ovaj pojas sadrži milijarde mikroskopskih, suncem pokretanih organizama zvanih 'kokolitofori'. Naziv su dobili po svojim reflektirajućim ljuskama, kokolitima, koje im daju jedinstven izgled.
Ovi sićušni organizmi igraju ključnu ulogu u globalnom ciklusu ugljika. Koriste anorganski ugljik iz vode kako bi izgradili svoje kalcitne ljušture, čime svake godine pohrane oko 30 milijuna tona ovog elementa.
Visoke koncentracije kokolita čine površinu oceana reflektivnijom, što znanstvenici koriste za procjenu količine kalcita putem satelita. Stoga se pretpostavljalo da bi i blistava plavo-zelena mrlja južno od pojasa mogla biti posljedica kokolita. Međutim, postojao je jedan problem: te su vode smatrane prehladnima za opstanak tih mikroorganizama.
Proučavanje ovog fenomena dodatno su otežavali nemirno more, gusta naoblaka i sante leda, zbog čega je tirkizni sjaj rijetko bio vidljiv iz svemira. Znanstvenik Barney Balch i njegov tim zaključili su da je jedini način za otkrivanje istine odlazak na teren. Kako su naveli u svom radu, "bilo je malo mjerenja na moru u regiji zbog njezine udaljenosti."
Na istraživačkom brodu Roger Revelle, Balch i njegov tim zaplovili su s Havaja prema Južnom polu, prolazeći kroz Veliki kalcitni pojas koji je, s obzirom na to da je bilo ljeto na južnoj hemisferi, bio u punom cvatu.
"Sateliti vide samo gornjih nekoliko metara oceana, ali mi smo mogli bušiti s višestrukim mjerenjima na više dubina," pojasnio je Balch. "Nema ništa bolje od mjerenja nečega na više načina kako bi se ispričala potpunija priča."
Njihova su mjerenja obuhvaćala boju oceana, brzinu kalcifikacije i fotosinteze te, što je najvažnije, koncentracije anorganskog ugljika i silicija. Ovi minerali ključni su za razlikovanje kokolitofora od njihovih suparnika, dijatomeja, koje svoje mikroskopske ljušture izrađuju od silicijskog stakla.
Dijatomeje i kokolitofori zauzimaju slične ekološke niše, što ih čini prirodnim konkurentima. Oba planktona ključna su za pohranjivanje organskog ugljika u dubokom oceanu i predstavljaju temelj masivnih morskih prehrambenih lanaca. Dugo se smatralo da je Veliki kalcitni pojas isključivo teritorij kokolitofora, dok je područje južno od njega rezervirano za dijatomeje.
"Vode visoke reflektivnosti južnije od velikog kalcitnog pojasa redovito su promatrane, ali i dovođene u pitanje, zbog činjenice da se kokolitofori obično ne nalaze u tako hladnim vodama," pišu autori studije.
"Umjesto toga, sugerirano je da bi povišena reflektivnost mogla biti posljedica drugih materijala visoke reflektivnosti kao što su labavi led, glacijalno brašno, cvjetanje Phaeocystis[algi], povećana pojava mjehurića, ili drugi suspendirani čestični materijal poput visokih koncentracija suspendiranog opala povezanog s dijatomejama."
Uzorci vode s ekspedicije donijeli su iznenađenje. Ne samo da su pružili prvi dokaz o kalcifikaciji u tim južnim vodama, već su otkrili i vizualne dokaze o prisutnosti kokolitofora tamo gdje se to nije očekivalo. "Umjerene koncentracije pločastih kokolitofora i odvojenih kokolita primijećene su južno od velikog kalcitnog pojasa sve do 60°S," izvijestili su autori.
Ipak, tih nekoliko "zalutalih" kokolitofora nije moglo objasniti intenzivan sjaj zabilježen na satelitskim snimkama. Pravi uzrok leži u nečem drugom. Ispostavilo se da su dijatomeje u tim vodama toliko guste da su njihove staklaste, reflektirajuće strukture stvorile optički efekt sličan onome kokolitofora.
"Naši rezultati sugeriraju da ove visoko reflektirajuće polarne vode proizlaze iz raspršenja dijatomejskih frustula, a ne kokolitofora, te su pogrešno identificirane kao čestični anorganski ugljik u satelitskim mjerenjima," zaključuju znanstvenici.
Ovo otkriće znači da će se satelitske metode za procjenu organskog ugljika morati preispitati. "Proširujemo naš pogled na to gdje kokolitofori žive i napokon počinjemo razumjeti obrasce koje vidimo na satelitskim snimkama ovog dijela oceana u koji rijetko idemo," rekao je Balch. Studija je objavljena u časopisu Global Biogeochemical Cycles.