Forskere måler klimaeffekten af ”koldt slim”

Alger i havisen omkring Arktis og Antarktis omdanner drivhusgassen CO2 til slim. Danske forskere gør det nu muligt at undersøge, om den kolde slim rent faktisk modvirker klimaforandringerne.

Foto: Daniel Beltra

Et nyt internationalt studie med dansk deltagelse gør det muligt at beregne, hvor meget CO2 alger i isen omkring polerne omdanner til slim og trækker ud af atmosfæren.

Resultatet at den nye forskning kan bruges til at afgøre, hvilken effekt den kolde slim har på den globale kulstofbalance og dermed også de igangværende klimaforandringer. Det skriver Videnskab.dk

»Ved at kende til isens tykkelse og mængden af bakterier i isen kan vi nu beregne, hvor meget slim der produceres i isen og dermed også, hvor meget kulstof havisen optager og tager ud af atmosfæren hvert år,« fortæller professor David Thomas fra Arctic Research Center, Aarhus Universitet. Han er studiets danske islæt.

Studiet er for nyligt præsenteret i det videnskabelige magasin Proceedings of the National Academy of Science.

Det er på ingen måde nemt at være en alge i havet omkring Arktis eller Antarktis:Hvert år, når vinteren kommer, fryser hele deres verden til, og de bliver fanget i et fængsel af is.

Læs også hos Videnskab.dk: Mængden af havis når bundrekord i Arktis

Livsbetingelserne i isen er ikke for sarte sjæle. Temperaturerne kommer ned til omkring minus 20 grader, og isens kemiske miljø er så salt, at omgivelserne ville suge algerne tørre for vand, hvis de ikke beskyttede sig mod den høje saltkoncentration.

Millioner af års evolution har heldigvis givet algerne nogle redskaber til at overleve kampen mod isen.

Det betyder blandt andet, at algerne kan justere på deres forskellige biokemiske molekyler, så de ikke selv fryser til is, eller deres biologiske systemer går i stå, når temperaturen dykker.

Deres celler udskifter blandt andet mættede fedtsyrer med umættede fedtsyrer, som kan holde sig flydende selv ved meget lave temperaturer. Algernes enzymer bliver også byttet ud med andre, der fungerer bedre ved lave temperaturer.

Læs også hos Videnskab.dk: Smeltende havis giver større dybhavsdyr

Det mest sindrige værktøj i overlevelseskassen er dog en slim, som algerne udskiller omkring sig. Slimen danner en barriere mod omgivelserne, så algerne ikke selv kommer i kontakt med det højkoncentrerede og dødbringende saltvand, der samler sig i små kanaler i havisen.

»Ved hjælp af disse værktøjer, kan algerne og bakterierne overleve indkapslet i isen henover vinteren,« siger David Thomas.

Den udskilte slim danner algerne ved først at tage kulstof ud af atmosfæren med hjælp fra sollys og fotosyntesen.

Kulstoffet bruger algerne til at danne forskellige kulhydrater, kaldet polysakkarider, der er slimens byggesten. På den måde bliver CO2 i atmosfæren omdannet til det beskyttende slimlag omkring algerne.

Læs også hos Videnskab.dk: Vind giver havisen i Arktis længere liv

Når slimen har tjent sin værnepligt, og foråret begynder at tø isen omkring algerne, falder slim, alger og bakterier mod havbunden.

»Alger og bakterier ville alligevel falde mod havbunden uden slimen. Men slimen gør, at alger og bakterier klistrer sammen til større klumper, der stryger mod havbunden med langt højere hastighed end ellers. Det betyder, at det er mindre sandsynligt, at andre organismer opsnapper disse mikroorganismer og holder kulstoffet fanget i Jordens kredsløb,« forklarer David Thomas.

Nu kan man jo fristes til at tænke: ’Hvor meget kan sådan en smule algeslim i lidt havis betyde for kulstofkredsløbet, for ikke at tale om verdens klima?’

Det ved David Thomas heller ikke endnu, for det er de beregninger, som den nye analysemetode skal hjælpe klimamodelleringsfolk med at lave.

Læs også hos Videnskab.dk: Mindre havis i Arktis kan omvælte skrøbeligt økosystem

Men hvis man alene kigger på Antarktis, smelter der hvert år havis med et areal på størrelse med USA.

Ismængden er så stor, at hvert eneste menneske på hele planeten skulle eje 10.000 kummefrysere for at rumme den, viser David Thomas beregninger.

»Det er så afgjort ikke små mængder is vi taler om, og derfor er det så afgjort heller ikke små mængder slim, der falder til havbunden med CO2 fra atmosfæren. Vi ved endnu ikke, hvor stor en betydning det har i det store regnskab. Det kan være, at det er fuldstændigt ubetydeligt. Men vi ved det ikke, før vi har lavet de beregninger, som vores nye resultater skal hjælpe til med at lave,« siger David Thomas.

Det nye studie, der er et samarbejde mellem David Thomas fra Aarhus Universitet og Graham Underwood og Shazia Aslam fra University of Essex har været hele syv år undervejs.

Læs også hos Videnskab.dk: Klima-gennembrud: 1.400 års globalt klima kortlagt

I den tid har forskerne været på Antarktis mange gange. Her har de udtaget iskerner fra havisen. Iskernerne har forskerne taget med hjem til laboratoriet, hvor de har undersøgt dem for deres indhold af alger, bakterier og slim.

Resultaterne kunne forskerne bruge til at lave en matematisk model, der kan beregne mængden af slim i isen, hvis bare forskerne kender til isens tykkelse og mængden af alger og bakterier.

»Det er meget besværligt at måle direkte på mængden af slim, selvom det er den interessante af de tre. Med vores studie viser vi, at man kan bruge mængden af bakterier, alger og isens tykkelse til at udregne, hvor meget slim isen indeholder. Det gælder både for Antarktis og Arktis. De kommende års arbejde bliver så, at finde ud af mængden af alger og bakterier samt isens tykkelse i den havis, der hvert år dannes og smelter igen. Når vi har de mål, kan vi finde ud af, hvor meget CO2 algerne trækker ud af atmosfæren, og hvilken betydning det har,« forklarer David Thomas.

Læs også hos Videnskab.dk: Styrer fortidens klima nutidens skove?