一些生活在沙粒上的微生物消耗了周围的氧气。它们的邻居在没有氧气的情况下充分利用：它们利用周围水中的硝酸盐进行反硝化——当氧气存在时几乎不可能进行的过程。这种在富氧水域的沙沉积物中的反硝化，可以显著促进海洋中的氮损失。
沙粒上微小缺氧口袋中的反硝化可能占硅酸盐架沙总氮损失的三分之一。
一些生活在沙粒上的微生物消耗了周围的氧气。它们的邻居在没有氧气的情况下充分利用：它们利用周围水中的硝酸盐进行反硝化——当氧气存在时几乎不可能进行的过程。这种在富氧水域的沙沉积物中的反硝化，可以显著促进海洋中的氮损失。
关键点：
- 微小环境：沙粒上的微生物创造缺氧微环境。
- 重大影响：这使得它们的邻居能够在富氧沙中进行厌氧反硝化。
- 全球相关：总体来看，这减少了全球富氧沙中的氮，最多可达三分之一。
人类活动，例如农业，极大地增加了进入沿海海域的氮输入。微生物通过一种称为反硝化的过程去除大量人类源的氮。反硝化通常只在缺氧的情况下发生。然而，观察结果表明，它也发生在有氧的沙子中，通过一种迄今为止未知的机制。来自德国不来梅的马克斯·普朗克海洋微生物研究所的科学家们现在揭示了这一过程是如何发生的：一群群微生物不均匀地分布在沙粒表面，消耗了周围的所有氧气，从而创造了其他微生物可以进行反硝化的缺氧微环境。这些结果现在已发表在期刊《科学报告》中。
微小结构的重大影响
科学家们使用了一种称为微流体成像的方法，这使他们能够在极小的尺度上可视化微生物的多样性和不均匀分布以及氧气动态。“数万亿的微生物生活在一颗沙粒上。我们能够区分位于微米范围内的消耗氧气和产生氧气的微生物群落，”马克斯·普朗克海洋微生物研究所的法鲁克·莫因·贾拉鲁丁解释道。科学家们展示了一些微生物消耗的氧气超过了周围孔隙水补充的氧气。因此，在沙粒表面形成了缺氧口袋。这些至今对于传统技术来说是不可见的。然而，它们的影响是显著的：“我们基于模型模拟的估算显示，这些缺氧口袋中的厌氧反硝化可以占有氧沙中总反硝化量的三分之一，”贾拉鲁丁说。
作为人类源氮的全球重要汇
可渗透的沙子大致覆盖了我们星球上一半的大陆架，使其在许多方面成为非常重要的栖息地。因此，马克斯·普朗克的科学家们还计算了这种新研究的在单个沙粒上的缺氧口袋中氮去除形式在全球的相关性。“我们发现这些缺氧微环境可能占硅酸盐架沙总氮损失的三分之一，”共同作者索伦·阿默坎普说，他现在在莱布尼茨波罗的海研究所工作。“因此，这种反硝化是进入海洋的人类源氮的一个重要汇。”
