Missä fotosynteesi tapahtuu meressä?

Aivan kuten maalla olevat kasvit, valtameren plankton tarvitsee auringonvaloa menestymään ja kasvamaan. Mutta valtameri absorboi valtameren vettä - ja jotkut valon värit imeytyvät helpommin kuin toiset. Mitä syvemmälle menet, sitä vähemmän valoa on käytettävissä, ja tietyn syvyyden alapuolella valtameri on täysin pimeä. Siksi melkein kaikki meren fotosynteesi tapahtuu aurinkoisissa ylemmissä kerroksissa. Fotosynteettisen aktiivisuuden määrä vaihtelee myös sijainnin mukaan.

Ensimmäinen avainvaatimus fotosynteesille on kevyt. Merivesi absorboi valoa, joten valon saatavuus vähenee eksponentiaalisesti syvyyden myötä. Noin 200 metrin tai 650 jalan alapuolella ei ole tarpeeksi valoa fotosynteesille. Ravinteet ovat toinen kriittinen vaatimus. Ravinteiden saatavuus vaihtelee sekä syvyyden että sijainnin mukaan. Joissakin valtamerivesissä ravinteita on saatavilla lähempänä pintaa, ja siellä tapahtuu suurin osa fotosynteesistä. Muissa paikoissa pintavedet ovat ravinnepitoisia, ja näillä alueilla suurin osa fotosynteesistä aktiivisuudesta tapahtuu kapeassa vesikerroksessa, jossa valon ja ravinteiden saatavuus päällekkäin.

Fotosynteettisen aktiivisuuden määrä seuraa karkeasti kellokäyrää. Kun menet alas pinnalta, se kasvaa, saavuttaa huippunsa ja putoaa sitten taas. Fotosynteettisen aktiivisuuden huippunopeus vaihtelee sijaintisi ja vuodenajan mukaan. Esimerkiksi napa- ja monilla rannikkovesillä suurin osa fotosynteesistä tapahtuu hyvin lähellä pintaa, kun taas päiväntasaajan alueilla fotosynteettisen aktiivisuuden huippu on noin 50 metriä eli 160 jalkaa pinnan alla talvella ja vielä 25 metriä tai 80 jalkaa syvemmällä kevät.

Kaikki valtameren alueet voivat näyttää samanlaisilta ensi silmäyksellä, mutta tosiasiassa on monia tärkeitä muunnelmia sekä vuodenajan että sijainnin perusteella, mikä määrää fotosynteettisen toiminnan. Napa-alueilla pinta- ja syvät vedet ovat hyvin sekoittuneet, joten ravinteita on helposti saatavilla ympäri vuoden, mutta pitkällä ja pimeällä talvella on hyvin vähän valoa. Tämän seurauksena polaariset vedet kokevat voimakkaan fotosynteettisen aktiivisuuden puhkeamisen kesällä ja hyvin vähän fotosynteettisen aktiivisuuden talvella. Tropiikilla vesi pyrkii pysymään kerrostuneina ja syvän ja pintaveden sekoittumista tapahtuu vähän. Tästä syystä fotosynteesi näillä alueilla on vähäistä, koska ravinteiden saatavuus on rajallista, mutta on melko vakaa läpi vuoden vakaampien valotasojen vuoksi.

Leveysasteesta riippumatta fotosynteettisen aktiivisuuden määrä neliökilometriä kohden on paljon pienempi avoimessa meressä kuin rannikkovesillä tai mannerjalustoilla, koska rannikkovesillä on paljon enemmän vettä ravinteita. Eniten fotosynteettistä aktiivisuutta neliökilometriä kohden esiintyy suistoissa ja matalissa rannikkovesissä. Siitä huolimatta avoimilla valtamerillä on edelleen suurempi osuus koko fotosynteettisestä toiminnasta, koska ne vievät paljon enemmän tilaa. Yli 90 prosenttia meren pinta-alasta on avointa merta.