|
|
 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
Az óceánok
Alap |
Fitoplanktonok és tápanyagok az óceánban
A fitoplanktonok egysejtű növények (phyto = növény, planktos = vándorolni), melyek az óceánok felszíni vizeiben élnek. Legtöbbjük egyszerűen sodródik az óceáni áramlatokkal, de sok közülük egy kis mozogásra is képes. A fotoszintézis folyamatában napfényt, széndioxidot (CO2) és vizet használnak a szerves anyag előállításához, mellyel táplálkoznak, és a sejtjüket építik. Egyik melléktermékük az oxigén, és ez teszi lehetővé az állatoknak az életet a Földön. A fitopanktonok majdnem annyi széndioxidot vonnak ki a légkörből, mint a szárazföldi növények, ezáltal segítenek az éghajlat szabályozásában.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. A fotoszintézisben a klorofill, a zöld színtest a növényekben, felfogja a Napból érkező energiát. Mivel a fitoplanktonoknak szükségük van a napenergiára, a fotoszintézis csak az óceán felsőbb rétegeiben tud lejátszódni. A szabad óceánban ez a réteg körülbelül 100 méter mélységű, ami egy akár 3000 m mélységű vízoszlop felett lehet. A napenergia egy része a víz oxigénre és hidrogénre való bontására fordítódik. Az oxigén nem szükséges, ezért távozik a sejtből. A hidrogén hátramarad, amikor a víz szétbomlik, és kölcsönhatásba lép a széndioxiddal, és további napenergiát felhasználva, egyszerű szerves molekulákat, mint a glükóz, alakít ki. Ezek a nagyobb szerves összetevők építőkövei. Szerző: Lucinda Spokes. |
|
A fitoplanktonoknak is kell tápanyag a növekedéshez. Sokféle vegyi anyag szükséges számukra, de kettő, a nitrogén és a foszfor a kritikus, mivel ezek elég nagy mennyiségben kellenek nekik, de a tengervízben alacsony koncentrációban vannak jelen. A nitrogén és a foszfor olyan, mint amikor a szárazföldi növényeket műtrágyázzuk, és ezeket protein, nukleinsav és más sejtrészek előállítására használják a fitoplanktonok, azaz olyan anyagok készítéséhez, amelyek az életükhöz és a szaporodásukhoz szükséges. A fitoplanktonoknak jól meghatározott arányban szükségesek a tápanyagok. Minden 106 szénatomhoz, amiből szerves anyag készül, 16 nitrogén és 1 foszfor atom is szükséges. A legtöbbjük nem képes használni közvetlenül a légkörben található nitrogén gázt (N2), ezért a nitrogén kémiailag reaktív formáját igénylik, mint a nitrát (NO3-) vagy az ammónium (NH4+). Nagy mennyiségű széndioxid mindig rendelkezésre áll, így a fitoplankton addig képes növekedni, amíg fel nem használja az összes hasznosítható nitrogént és foszfort, ami legelőször szokott elfogyni. A legtöbb óceánban a nitrogén fogy el először, ezért mondhatjuk, hogy a növekedést a nitrogén korlátozza. A Földközi-tenger keleti részén a foszfor a korlátozó, itt a növekedés akkor áll meg, amikor a fitoplanktonok felhasználták az összes foszfort, még ha nitrogén van is a vízben.
Tápanyagforrások
A tápanyagok természetes forrásból a sziklák mállásából és a légköri nitrogén gáz (N2) biológiailag használható formába való átalakulásából származnak. Az emberi tevékenység drasztikusan megnövelte ezeket a forrásokat.
|
 | | 2. A fő foszfor források. Képek: Rachel Cave és freefoto.com |
| | Foszfor
A fő emberi foszforforrás mosóporok és a szennyvíz. A fejlettebb technológiájú szennyvízkezelés és a foszformentes mosószerek használata csökkenti a folyók és a tengerek foszfor bevételét.
Nitrogén
A folyókban lévő nitrogén vegyületeket főleg az intenzív mezőgazdasági tevékenység eredményezi, és (NO3-) alapú műtrágyák túlzott használatából és felszántott földekről származnak. Mind a nitrát, mind az ammónium megtalálható a légkörben. A nitrátok a nitrogének magas hőmérsékleten történő égéskor keletkeznek az autók motorjaiban és energiaiparban. Az ammónium (NH4+) a tárolt és szétszórt állati trágyából származik. Mindegyik kihullik a légkörből és az esővel, vagy mint gáz, vagy mint részecske bekerül a folyókba és az óceánokba. | |  | | 3. Fő nitrogén források. kép: freefoto.com |
|
| | | | | |
Szilícium
Másik fontos tápanyag, ami a sziklák mállásakor keletkezik, a szilícium. Ennek hiánya meggátolja bizonyos fitoplanktonok, a diatómák, növekedését, amik ebből készítik héjazatukat.
Ha a nitrogén, vagy a foszfor elfogy, a fitoplanktonok növekedése megáll. Ha a szilícium fogy el, a fitoplankton még növekszik, de a típusa megváltozik.
Fémek mint nyomelemek
A fitoplanktonoknak kis mennyiségben több fémre is szükségük van, úgymint vasra, rézre, cinkre és kobaltra. Nagy területek vannak az óceánon, ahol a fitoplanktonok növekedéséhez nincsen elegendő vas. Ez fontos az éghajlat szempontjából, és a Haladó rész Óceáni tápanyagok fejezetben olvashatsz róla.
|
Remineralizáció
A fitoplanktonok nagyon gyorsan nőnek, és csak körülbelül egy napig élnek. Amikor elpusztulnak, a baktériumok, vagy a zooplanktonok (kicsi állatkák) megeszik őket, amik szerves anyagjukat visszaalakítják széndioxiddá, a felhasznált tápanyagokat visszabocsátva a vízbe és eközben oxigént felhasználva. Ez a folyamat a remineralizáció, és főleg a felszíni vizekben játszódik le. A széndioxid vagy visszajut a légkörbe vagy újra hasznosul az újra kibocsátott tápanyagokkal együtt, a fotoszintézisben. Ha ez történik, a légköri széndioxid szintben nem történik változás.
Azonban, ha a fitoplanktonok lesüllyednek a felszíni rétegből és a mély óceánban remineralizálódnak, akkor a tápanyagok és a széndioxid az óceán alsóbb rétegeiben eltározódik, és így a széndioxid nem tud visszatérni a légkörbe. Így a felszíni vizek széndioxid tartalma alacsonyabb lesz. ami több széndioxid belépését engedi meg a légkörből, így segíti a légköri széndioxid koncentrációjának csökkentését.
|
|
 |
|
|
4. Nagyon egyszerű vázlat mutatja a remineralizáció folyamatát. szerző: Lucinda Spokes.
Látható, hogy a világoskék felszíni vizekben kialakul egy ciklus, ami a fitoplanktonok fotoszintéziséből indul ki, a baktériumok remineralizációjával folytatódik, aminek az eredményeképpen keletkező tápanyagok és széndioxid a fitoplanktonok fotoszintéziséhez kell, lezárva a ciklust, de kikerülhet a légkörbe is. A mélytengeri vizekben a ciklus nem zárul, a remineralizáció eredménye hosszú időkre az mélyebb rétegekben marad.
|
|
|
A széndioxid csak akkor tér vissza a légkörbe, amikor az óceáni cirkuláció felhozza a mélytengeri vizet a felszínre, ez a folyamat körülbelül 1000 évig tart. Ez a biológiai szivattyú, és erről részletesebben a „Víz az óceánokban” Alap fejezetében olvashatsz.
A fotoszintézis által felvett széndioxid 15 %-a a mély óceánokban tárolódik. Ennek csak nagyon kis része ülepszik le és válik üledékké. Még kisebb része válik olajjá és szénné. A fosszilis energiahordozók égetésével mintegy milliószor gyorsabban bocsátjuk ki ezt az eltározott széndioxidot,, mint az a természetes biológiai körfolyamatban történne. Az erdők és a fitoplanktonok nem tudják elég gyorsan felvenni a széndioxidot, hogy lépést tartsanak a növekvő kibocsátással és fenntartsák a légköri széndioxid szintet, ennek következtében az elmúlt pár évtizedben az drámai növekedésnek indult.
Az oldalról:
szerző: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, Kelet Angliai Egyetem, Norwich - Anglia
1. tudományos lektor: Prof. Tim Jickells - Environmental Sciences, Kelet Angliai Egyetem, Norwich - Anglia
2. tudományos lektor Dr. Keith Weston - Environmental Sciences, Kelet Angliai Egyetem, Norwich - Anglia
pedagógiai lektor:
utolsó módosítás: 2003-10-16
|
|
|
|
