Store dele af verdenshavene indeholder så lidt oxygen (ilt), at hverken fisk eller hvaler kan leve der. Disse områder kaldes for Oxygen Minimum Zones (OMZ), og de findes naturligt flere steder. Den største strækker sig tusinder af kilometer langs Nord- og Sydamerikas stillehavskyst, og nu har et hold forskere fra Syddansk Universitet været på togt i den sydøstlige del med det formål at udforske det særlige oxygenfrie miljø.

Med på ekspeditionen var også et nyt apparat til at måle vands indhold af oxygen, udviklet af biologerne Morten Larsen og Bo Thamdrup fra Biologisk Institut i samarbejde med Laura Bristow fra universitetet i Göteborg.

Mikroorganismer i oxygenfrie områder

En Oxygen Minimum Zone er defineret som et område, hvor man ikke med almindeligt udstyr kan registrere noget oxygen på 100 – 1000 meters dybde.  Men med forskernes nye apparat (som de kalder mTail, som står for mini Trace Analyzer In situ Logger) kunne forskerne måle bittesmå koncentrationer af oxygen flere steder i vandsøjlen i Southeast Pacific Oxygen Minimum, som aldrig har været registreret før.

Nok er de registrerede koncentrationer ganske små, men opdagelsen af dem kan vende helt op og ned på forståelsen af, hvad der foregår i de store oxygenfrie zoner.

» Siden man ikke har registreret oxygen før, er forskere gået ud fra, at de mikroorganismer, der findes i disse zoner, kan klare sig uden oxygen. At de for eksempel bruger ammoniak eller nitrat i stedet,« siger marinbiolog og lektor på Biologisk Institut, Beate Kraft, der også var med på ekspeditionen.

Det er ikke ligegyldigt, om zonernes mikroorganismer bruger oxygen, nitrat eller helt andre stoffer til at opretholde livet. Mikroorganismerne findes nemlig i så enorme antal, at deres aktivitet har stor indflydelse på Jordens vitale processer og dermed også på, hvor mange drivhusgasser, der slipper fra havet op i atmosfæren.

Hvis en mikroorganisme eksempelvis forbruger nitrat, producerer den lattergas. Det er en drivhusgas, der er 245 gange stærkere end CO₂, som produceres af de mikroorganismer, der forbruger ilt. Det betyder altså noget for Jordens klima, om der lever den ene eller den anden slags i de store oxygenfrie zoner i havene.

Betydning for drivhusgasbudgettet

»Med den nye viden skal vi gøre plads til oxygenforbrugende mikroorganismer i zonerne, og det kan komme til at rykke ved vores forståelse af de dynamikker, der driver udledningen af drivhusgasser fra zonerne,« forklarer Elisa Hernandez-Magaña, postdoc på Biologisk Institut.

Hun og Beate Kraft forsker blandt andet i mikroorganismen Nitrosopumilus maritimus, der ikke er en bakterie, men en arkæ. Arkæer er lige så små som bakterier, men de er lige så forskellige fra bakterier som mennesker er, og derfor har de deres udviklingslinje på livets stamtræ.

Nitrosopumilus maritimus er kendt for at forbruge ammoniak og er dermed en af de mikroorganismer, der producerer lattergas til atmosfæren. Men den har brug for en vis mængde oxygen til denne proces, og det har derfor længe været et mysterium, hvorfor den er så udbredt i zoner, hvor man ikke kunne registrere oxygen. Tidligere forskning fra Beate Kraft og kolleger har afsløret, at Nitrosopumilus maritimus har en overraskende evne til at kunne producere småbitte mængder af oxygen, som den selv forbruger, når den lever i oxygenfrit vand.

»Spørgsmålet er så, om den bruger oxygen, når det findes i havvandet – eller om de selv producerer de små mængder oxygen, som de skal bruge, samtidig med at de producerer lattergas til atmosfæren,« siger Beate Kraft.

Ammoniak-oxiderende arkæer som Nitrosopumilus maritimus er ekstremt udbredt i havvand over hele verden, så også for dennes vedkommende betyder det noget for atmosfærens indhold af drivhusgasser, hvad den lever af, og hvad den producerer.

Birgitte Svennevig, Syddansk Universitet.