Gatunki makroalg i traw morskich wytwarzają zmienne ilości opornego rozpuszczonego węgla organicznego na wybrzeżach Japonii

Dlaczego podwodne rośliny mają znaczenie dla klimatu

Wzdłuż wielu japońskich wybrzeży lasy wodorostów i łąki traw morskich dyskretnie pobierają dwutlenek węgla z systemu powietrze–morze i przekształcają go w materię organiczną. W tym badaniu pytano, co dzieje się z jednym, niewidocznym produktem tego wzrostu: rozpuszczonym węglem organicznym, mieszaniną bogatą w węgiel, która wycieka z tkanek roślin do wody morskiej. Śledząc, jaka część tego materiału opiera się rozkładowi przez dekady, badacze pokazują, że te przybrzeżne rośliny pomagają zamykać węgiel w oceanie na czas skali istotnej dla klimatu.

Ukryty węgiel z wodorostów i traw morskich

Wodorosty i trawy morskie, zbiorczo nazywane makrofity morskimi, nie magazynują węgla jedynie w liściach i łodygach. Nieustannie uwalniają część swojej produkcji jako rozpuszczony węgiel organiczny, który miesza się z otaczającą wodą i może być transportowany daleko od brzegu. Do tej pory naukowcy mieli jedynie przybliżone wyobrażenie, jaka część tego rozpuszczonego węgla utrzymuje się w oceanie zamiast być szybko rozłożona. Ta niepewność utrudniała ocenę, jak istotna jest przybrzeżna roślinność dla długoterminowego magazynowania węgla, często określanego jako niebieski węgiel.

Badanie wód przybrzeżnych w całej Japonii

Zespół przeprowadził eksperymenty terenowe w 18 lokalizacjach, od zimnych wód północy po subtropikalne morza wokół Japonii, pracując z ponad dwudziestoma gatunkami wodorostów i sześcioma gatunkami traw morskich. Umieszczali świeżo zebrane rośliny w dużych workach z wodą w ich naturalnym środowisku na kilka godzin, aby zmierzyć, ile rozpuszczonego węgla uwalniają i ile przyrastają w wyniku fotosyntezy. Średnio zarówno wodorosty, jak i trawy morskie uwalniały około jednej czwartej do jednej trzeciej swojej dobowej produkcji jako rozpuszczony węgiel, choć poszczególne gatunki i lokalizacje różniły się nawet o dwa rzędy wielkości. Wodorosty czerwone i niektóre drobne gatunki listowate wykazywały szczególnie wysoki wyciek.

Śledzenie rozpuszczonego węgla przez miesiące i dekady

Aby zobaczyć, jaka część tego rozpuszczonego węgla przetrwa, naukowcy inkubowali zebraną wodę morską w ciemności w stałej, pokojowej temperaturze przez okres do 300 dni. Większość rozpuszczonego węgla zniknęła w ciągu pierwszych trzech miesięcy, ale znaczna część pozostała i rozkładała się bardzo wolno. Korzystając z matematycznego opisu zwanego modelem kontinuum reaktywności, oszacowali, ile nadal będzie obecne po 25 i 100 latach. Szacują, że około 25 procent rozpuszczonego węgla pochodzącego z traw morskich i 14 procent pochodzącego z wodorostów może być nadal obecne po stuleciu, co oznacza, że zachowuje się jak długotrwały rezerwuar w skali czasowej istotnej dla ludzi.

Co sprawia, że część rozpuszczonego węgla przetrwa

Badacze zbadali chemiczną naturę tego opornego węgla, przepuszczając przez wodę światło o różnych barwach i analizując powstały blask — metodę ujawniającą ogólne typy rozpuszczonych związków. Składniki o sygnaturach podobnych do humusów, przypominających ciemne substancje pochodzenia roślinnego występujące w glebach i rzekach, miały tendencję do wzrostu podczas wielomiesięcznych inkubacji i były silnie powiązane z ilością długo żyjącego rozpuszczonego węgla. Natomiast składniki o charakterze białkowym spadały, gdy mikroby je konsumowały. Dodatkowe testy, które wystawiły próbki na działanie światła słonecznego, dodatek składników odżywczych oraz nowe społeczności mikroorganizmów, wykazały, że nawet gdy warunki sprzyjały rozkładowi, znaczny zasób rozpuszczonego węgla nadal utrzymywał się, co sugeruje, że trudność w rozkładzie wynika z struktury chemicznej, a nie tylko z braku mikroorganizmów czy składników odżywczych.

Implikacje dla magazynowania węgla w oceanie

Łącząc zmierzone tempo uwalniania z oszacowaniami przetrwania na skalę stu lat, zespół obliczył, że średnio około 4 procent rocznej produkcji węgla w wodorostach i 8 procent w trawach morskich może kończyć jako długotrwały rozpuszczony węgiel. Te udziały są porównywalne lub większe od wcześniejszych szacunków węgla magazynowanego jako opadające cząstki w tych samych siedliskach. Mówiąc prościej, podwodne lasy i łąki nie tylko zatrzymują węgiel w osadach; zasilają też powoli przemieszczającą się pulę rozpuszczonego węgla, która może pozostawać w oceanie przez dekady, gdy prądy ją wynoszą. Uznanie tej ukrytej ścieżki wzmacnia argumenty za ochroną i odbudową łóż wodorostów oraz łąk traw morskich w ramach szerszych strategii klimatycznych, a także podkreśla potrzebę lepszego śledzenia, jak ten długo żyjący rozpuszczony węgiel przemieszcza się po globalnym oceanie.

Cytowanie: Watanabe, K., Hori, M., Kubo, A. et al. Macroalgal and seagrass species generate variable amounts of recalcitrant dissolved organic carbon in coastal Japan. Commun Earth Environ 7, 456 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03600-1

Słowa kluczowe: niebieski węgiel, trawa morska, makroalgi, rozpuszczony węgiel organiczny, sekwestracja węgla