Gdzie w oceanie zachodzi fotosynteza?

Podobnie jak rośliny na lądzie, plankton oceaniczny potrzebuje światła słonecznego, aby prosperować i rosnąć. Ale światło jest pochłaniane przez wodę oceaniczną, a niektóre barwy światła są pochłaniane łatwiej niż inne. Im głębiej idziesz, tym mniej światła jest dostępne, a poniżej pewnej głębokości ocean jest całkowicie ciemny. Dlatego prawie cała fotosynteza w oceanie zachodzi w nasłonecznionych górnych warstwach. Ilość aktywności fotosyntetycznej również różni się w zależności od lokalizacji.

Pierwszym kluczowym warunkiem aktywności fotosyntezy jest światło. Woda oceaniczna pochłania światło, więc dostępność światła zmniejsza się wykładniczo wraz z głębokością. Poniżej około 200 metrów lub 650 stóp nie ma wystarczającej ilości światła, aby mogła zajść fotosynteza. Składniki odżywcze to kolejny krytyczny wymóg. Dostępność składników odżywczych zależy zarówno od głębokości, jak i lokalizacji. W niektórych wodach oceanicznych składniki odżywcze są dostępne bliżej powierzchni i to właśnie tam zachodzi większość fotosyntezy. W innych miejscach wody powierzchniowe są ubogie w składniki odżywcze, a na tych obszarach większość aktywności fotosyntetycznej zachodzi w wąskiej warstwie wody, gdzie nakłada się na siebie dostępność światła i składników odżywczych.

Ilość aktywności fotosyntetycznej z grubsza podąża za krzywą w kształcie dzwonu. Gdy schodzisz z powierzchni, wzrasta, osiąga szczyt, a następnie ponownie opada. Głębokość, na której osiągasz szczytową aktywność fotosyntezy, zależy od Twojej lokalizacji i pory roku. Na przykład w wodach polarnych i wielu wodach przybrzeżnych większość aktywności fotosyntetycznej zachodzi bardzo blisko powierzchni, podczas gdy w regionach równikowych aktywność fotosyntezy osiąga szczyt na wysokości około 50 metrów lub 160 stóp pod powierzchnią w zimie i kolejnych 25 metrów lub 80 stóp dalej w wiosna.

Na pierwszy rzut oka wszystkie regiony oceanu mogą wyglądać podobnie, ale w rzeczywistości istnieje wiele ważnych różnic zarówno w zależności od pory roku, jak i lokalizacji, które determinują intensywność fotosyntezy. W regionach polarnych wody powierzchniowe i głębokie są dobrze wymieszane, więc składniki odżywcze są łatwo dostępne przez cały rok, ale bardzo mało światła jest dostępne podczas długiej, ciemnej zimy. W konsekwencji wody polarne doświadczają intensywnego wybuchu aktywności fotosyntetycznej latem i bardzo małej aktywności fotosyntetycznej zimą. W tropikach woda ma tendencję do uwarstwiania się i dochodzi do niewielkiego mieszania wód głębinowych i powierzchniowych. W konsekwencji fotosynteza na tych obszarach jest niska, ponieważ dostępność składników odżywczych jest ograniczona, ale jest dość stała przez cały rok ze względu na bardziej stabilne poziomy światła.

Niezależnie od szerokości geograficznej ilość aktywności fotosyntetycznej na milę kwadratową jest znacznie niższa na otwartym oceanie niż na wodach przybrzeżnych lub na szelfach kontynentalnych, ponieważ wody przybrzeżne mają znacznie większą podaż składniki odżywcze. Najwyższe wskaźniki aktywności fotosyntetycznej na milę kwadratową występują w ujściach rzek i płytkich wodach przybrzeżnych. Niemniej jednak otwarte oceany nadal mają większy udział w całkowitej aktywności fotosyntetycznej, ponieważ zajmują znacznie więcej miejsca. Ponad 90 procent powierzchni oceanów to oceany otwarte.