Millions of minute plants grow in every cubic meter of surface seawater, feasting on atmospheric carbon dioxide which has diffused into the surface ocean. As they die they clump together and sink, taking the carbon with them and storing it away from the atmosphere. This process, the so called biological carbon pump, is such a large term in the global carbon cycle, that if it did not occur atmospheric CO2 would be much larger and the global warming problem even more pronounced. Surprisingly our knowledge of some aspects of this process is poor: for example as this material sinks organisms consume it yet we do not know which organisms; our best estimates are that both bacteria and minute shrimps consume over 100% of the material: a situation which clearly cannot be correct. Cruise D341 aims to attack this problem by making over several weeks observations of the downward flux, the mechanisms sustaining this flux and the organisms eating this flux.
Microscopic image of radiolarian with marine snow around it
Des millions d’algues microscopiques se développent dans chaque mètre cube de la surface des océans, festoyant en utilisant le dioxyde de carbone (CO2), d’origine atmosphérique, est utilisé comme source de carbone pour produire de la biomasse vivante. Lorsqu’elles meurent, ces algues s’agrègent et chutent, emportant le carbone assimilé avec elles, le stockant loin de l’atmosphère. Ce processus, appelé pompe biologique, est d’une importance cruciale dans le cycle global du carbone ; sans cette pompe biologique, la quantité de CO2 accumulée dans l’atmosphère serait encore plus importante et les problèmes de changement climatique encore plus prononcés. Etonnamment, notre connaissance sur certains aspects de ces processus est encore pauvre: par exemple, des organismes vivant le long de la colonne d’eau utilisent ce matériel qui chute comme source de carbone et d’énergie et pourtant nous ne connaissons pas qui sont ces organismes ; notre meilleure estimation est que les bactéries et certains organismes zooplantoniques (“de minuscules crevettes”) consomment plus de 100% de ce matériel! Une estimation qui est clairement insatisfaisante. La mission D341 a pour but de s’attaquer à ce problème en observant, sur plusieurs semaines, les particules qui chutent le long de la colonne d’eau, en étudiant les mécanismes soutenant cette chute particulaire et les organismes impliqués dans la consommation des particules au cours de leur chute.
The marine snow catcher being deployed
In ogni metro cubo di acqua superficiale marina crescono milioni di minuscole alghe che si nutrono dell’ anidride carbonica, d’origine atmosferica, come fonte di carbonio e di energia per produrre nuova biomassa vivente. Quando queste alghe muoiono, si agglomerano e affondano lungo la colonna d’acqua, trasportando con loro il carbonio che, attraverso di esse, si deposita lontano dall’atmosfera. Questo processo, chiamato “pompa di carbonio biologica” è una fase fondamentale del ciclo globale del carbonio che, se non si verificasse, vedrebbe un accumulo ancora più pronunciato di anidride carbonica nell’atmosfera e, di conseguenza, problemi di riscaldamento globale ancora più evidenti di quelli attuali. Stranamente, non conosciamo molto di questo processo: per esempio, nel corso della discesa lungo la colonna d’acqua, questo materiale viene in parte consumato da organismi di cui non sappiamo nulla. Alcune stime fra le più attendibili attribuiscono a batteri ed a alcuni organismi zooplanctonici (“minuscoli gamberetti”) il consumo del 100% di questo materiale: difficile da credere. La missione D341 ha come scopo di affrontare il problema mediante l’osservazione, nel corso di diverse settimane, del flusso di materiale lungo la colonna d’acqua, dei meccanismi che lo permettono e degli organismi che ne approfittano per nutrirsi.