80 % der weltweiten Photosynthese findet im Meer statt. Trotzdem wird den Ozeanen auch eine geringe Produktivität nachgesagt – sie bedecken 75 % der Erdoberfläche, aber von den jährlich 170 Milliarden Tonnen Trockengewicht, die durch Photosynthese gebunden werden, tragen sie nur zu 55 Milliarden Tonnen bei. Sind diese beiden Tatsachen, auf die ich getrennt gestoßen bin, nicht widersprüchlich? Wenn die Ozeane 80 % der Gesamtmenge fixieren durch Photosynthese auf der Erde fixiert und setzen 80% der Gesamtmenge frei durch Photosynthese auf der Erde freigesetzt, sollten sie auch 80% des produzierten Trockengewichts ausmachen. Gibt es eine Möglichkeit, diese Tatsachen in Einklang zu bringen? Wenn 80 % der Photosynthese in Ozeanen stattfinden, scheint das kaum eine geringe Produktivität zu sein - warum wird dann gesagt, dass Ozeane eine niedrige Primärproduktivität haben (dafür werden auch eine Menge Gründe genannt - dass Licht nicht in allen Tiefen der Ozeane verfügbar ist, etc.)? Eine große Menge an stattfindender Photosynthese sollte eine große Produktivität bedeuten!
Zuerst müssen wir wissen, welches die wichtigsten Kriterien für das Auftreten von Photosynthese sind; diese sind: Licht, CO 2 , Wasser, Nährstoffe. docenti.unicam.it/tmp/2619.ppt Zweitens, die Produktivität, von der Sie sprechen, sollte "Primärproduktivität" genannt werden und wird berechnet, indem die pro Fläche umgewandelte Kohlenstoffmenge (m 2 ) durch die Zeit dividiert wird. ww2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc
Dank der Tatsache, dass Ozeane die größere Fläche der Erde einnehmen, können die marinen Mikroorganismen also viel anorganischen Kohlenstoff in organischen umwandeln (Prinzip der Photosynthese). Ein großes Problem in den Ozeanen ist die Verfügbarkeit von Nährstoffen; diese neigen dazu, sich abzulagern oder mit Wasser oder anderen chemischen Verbindungen zu reagieren, obwohl sich die photosynthetischen Meeresorganismen im Wesentlichen auf der Oberfläche befinden, wo natürlich Licht vorhanden ist. Dies verringert in der Folge das photosynthetische Produktivitätspotenzial der Ozeane.
Wenn die Ozeane 80 % des gesamten durch Photosynthese auf der Erde gebundenen CO2CO2 binden und 80 % des gesamten durch Photosynthese auf der Erde freigesetzten O2O2 freisetzen, sollten sie auch 80 % des produzierten Trockengewichts ausmachen.
Erstens, was ist mit „O 2 freigegeben“ gemeint ? Bedeutet es „aus den Ozeanen in die Atmosphäre freigesetztes O 2 , wo es zu einem wachsenden Überschuss beiträgt“? Das kann nicht der Fall sein, da die O 2 -Menge in der Atmosphäre ziemlich konstant ist, und es gibt Hinweise darauf, dass sie deutlich niedriger ist als in der Jurazeit. Insgesamt müssen die globalen O 2 -Senken die O 2 -Quellen ausgleichen oder wenn überhaupt etwas übersteigen, was dazu führt, dass die gegenwärtigen atmosphärischen CO 2 -Konzentrationen allmählich auf Kosten der O 2 -Konzentrationen ansteigen.
Mit „freigesetzt“ müssen wir also nur „freigesetzt durch den Prozess der Photosynthese am Ort ihrer Operation“ meinen.
Ozeane fixieren 80 % des gesamten CO 2 , das durch Photosynthese gebunden wird, ja, aber sie lösen es auch mit einer ähnlichen Rate. Für jede Algenzelle, die Photosynthese betreibt, gibt es eine, die tot ist oder stirbt und von Bakterien (die O 2 verbrauchen ) verzehrt wird, oder die selbst Sauerstoff verbraucht, um ihre Stoffwechselprozesse nachts am Laufen zu halten. Die Nettomenge an O 2 , die von den Ozeanen freigesetzt wird, liegt also nahe bei Null.
Nun stellt sich die Frage, was wir in diesem Zusammenhang unter „Produktivität“ verstehen. Wenn ein CO 2 -Molekül durch Algenaktivität fixiert wird, aber dann fast sofort wieder gelöst wird, zählt das dann als "Produktivität"? Aber blinzle und du würdest es verpassen! Selbst wenn Sie nicht blinzeln, ist es kaum messbar. Das Trockengewicht der Algen am Ende des Prozesses ist das gleiche wie am Anfang. Wenn wir also „Produktivität“ als „Zunahme des Trockengewichts der Algen“ definieren, dann ist die Produktivität null.
Damit die Photosynthese der Algen einen dauerhaften Effekt auf den globalen CO 2 - oder O 2 -Gehalt hat, muss das fixierte CO 2 in etwas weniger Flüchtiges als Algen eingebaut werden. Etwas wie Kabeljau oder Seehecht, die als Bonus geerntet und auf Tische gelegt werden können. "Produktivität" bezieht sich normalerweise auf die Kraft der Ozeane, die Vorräte dieser Dinge nach der Ernte wieder aufzufüllen, und das ist in der Tat gering im Vergleich zu der Fähigkeit des Landes, wiederholte Ernten zu produzieren.
Es wäre eine andere Geschichte, wenn wir Algen als potenziell geeignet für die Massenernte betrachten würden, sodass ihre Fähigkeit, in Gegenwart von Düngerabflüssen vom Land wie ein Lauffeuer zu wachsen, eher als „Produktivität“ denn als schwerwiegende Störung angesehen wird. Dies ist jedoch nicht der Fall.
Mit anderen Worten, wir neigen dazu, „Produktivität“ in Bezug auf das zu definieren, was für uns als Spezies nützlich ist, und Algen sind im Allgemeinen nicht nützlich.
C_Z_
Karl
März Ho