שלג ימי

שלג ימי (מאנגלית: Marine snow) הוא מטר רצוף של חומרים אורגניים לעומק האוקיינוס, בעיקר שפוכת אורגנית מהשכבות העליונות של עמודת המים (אנ'). זהו אמצעי משמעותי לייצוא אנרגיה מהשכבה המוארת (אנ') העשירה באור לאזור החשוך שמתחתיה, המכונה המשאבה הביולוגית (אנ'). בגלל התפקיד של החומר האורגני השוקע בתהליך המשאבה הביולוגית של האוקיינוס, הוא נמדד בדרך כלל ביחידות של פחמן (למשל במיליגרם פחמן למטר רבוע ביממה). המונח נטבע לראשונה על ידי החוקר ויליאם ביבי (אנ') כשהוא צפה בו מהבתיספרה שלו. מכיוון שמקור השלג הימי נעוץ בפעילות באזור השכבה המוארת היצרני, שכיחות השלג הימי משתנה כתוצאה מתנודות עונתיות בפעילות פוטוסינתטית וזרמי הים. שלג ימי יכול להוות מקור מזון חשוב לאורגניזמים החיים באזור החשוך, במיוחד לאורגניזמים החיים עמוק מאוד בעמודת המים. שלג ימי מורכב ממגוון של חומרים אורגניים בעיקר, כולל בעלי חיים מתים או גוססים ופיטופלנקטון, פרוטיסטים, חומר צואתי, חול ואבק אנאורגני אחר. אגרגטים יכולים להיווצר בתהליכים אביוטיים. מדובר בפולימרים טבעיים המפורשים כמוצרי פסולת בעיקר על ידי פיטופלנקטון וחיידקים. ריר המופרש על ידי זואופלנקטון (בעיקר סלפיים, לרוואות (אנ') ופטרופודים (אנ')) תורם גם למרכיבים של אגרגטי השלג הימיים. אגרגטים אלה גדלים לאורך זמן ועשויים להגיע לקוטר של כמה סנטימטרים, והם נעים במשך שבועות לפני שהם שוקעים לקרקעית האוקיינוס. שלג ימי נוצר לעיתים קרובות במהלך פריחת האצות. כאשר הפיטופלנקטון מצטבר, הוא מצטבר או נלכד באגרגטים אחרים, שניהם מאיצים את קצב השקיעה. צבירה ושקיעה נחשבים למעשה כמרכיב גדול של המקורות לאובדן אצות ממים עיליים. רוב המרכיבים האורגניים של שלג ימי מזינים מיקרואורגניזמים, זואופלנקטון ובעלי חיים אחרים מסנני מזון באלף מטרים הראשונים של מסעם. באופן זה שלג ימי יכול להיחשב כבסיס למערכות אקולוגיות מזופלגיות (אנ') (בעומק מ-200 עד 1,000 מטרים) ובניתיות (אנ') (על הקרקעית) בים העמוק: מכיוון שאור השמש אינו יכול להגיע אליהן, אורגניזמים בים העמוק מסתמכים במידה רבה על שלג ימי כמקור אנרגיה. האחוז הקטן של החומר שאינו נצרך במים רדודים יותר, משולב ב"רפש"הבוצי המכסה את קרקעית האוקיינוס, שם הוא מתפרק עוד יותר באמצעות פעילות ביולוגית. אגרגטים של שלג ימיים מציגים מאפיינים התואמים את "השערת הגלגל המסתובב" (aggregate spinning wheel hypothesis) של גולדמן. השערה זו קובעת כי פיטופלנקטון, מיקרואורגניזמים וחיידקים חיים צמודים למשטחים של אגרגטים ומעורבים במיחזור תזונתי מהיר. הוכח כי פיטופלנקטון מסוגל לקחת חומרים מזינים מריכוזים מקומיים קטנים של חומר אורגני (למשל חומר צואתי מתא זואופלנקטון בודד, חומרים מזינים מחודשים מהתפרקות אורגנית על ידי חיידקים). כאשר האגרגטים שוקעים באטיות לקרקעית האוקיינוס, המיקרואורגניזמים הרבים השוכנים עליהם קולטים חמצן ופולטים פחמן דו-חמצני כל הזמן ותורמים רבות ללולאה המיקרוביאלית (אנ'). בגלל זמן השהייה הארוך יחסית של המסוע הימי של האוקיינוס, פחמן המועבר כשלג ימי לעומק האוקיינוס באמצעות המשאבה הביולוגית יכול להישאר מחוץ למגע עם האטמוספירה במשך יותר מ-1,000 שנה. כלומר, כאשר השלג הימי מתפרק לבסוף לחומרים מזינים אנאורגניים ופחמן דו-חמצני מומס, אלה מבודדים למעשה מפני השטח של האוקיינוס במשך זמן רב יחסית שקשור למחזור האוקיינוס. כתוצאה מכך, שיפור כמות השלג הימי המגיע לעומק האוקיינוס הוא הבסיס למספר תוכניות הנדסת אקלים לשיפור סילוק הפחמן (אנ') באמצעות האוקיינוס. טכניקות כמו הזנת האוקיינוס (אנ') ודישון ברזל (אנ') מבקשים להגביר את ייצור החומר האורגני בפני השטח של האוקיינוס, עם עלייה במקביל של שלג ימי שישקע למעמקי האוקיינוס. מאמצים אלה טרם הניבו דישון בן קיימא שמסיר פחמן מהמערכת בצורה אפקטיבית. עלייה בטמפרטורות האוקיינוס, אינדיקטור צפוי של התחממות עולמית, עשויה לגרום לירידה בייצור השלג הימי עקב השכבתיות המשופרת של עמודת המים. הגדלת השכבתיות מפחיתה את הזמינות של חומרים מזינים לפיטופלנקטון כגון חנקות, זרחות וחומצה אורתו-צורנית, ועלולה להוביל לירידה בייצור הראשוני, ובכך לירידה בכמות השלג הימי. הקהילות המיקרוביאליות הקשורות לשלג ימי מעניינות גם את המיקרוביולוגים. מחקרים אחרונים מצביעים על כך שחיידקים המוסעים על גבי אגרגטים עשויים להחליף גנים עם אוכלוסיות בודדות של חיידקים השוכנים לרוחב קרקעית האוקיינוס. באזור עצום שכזה עשויים להיות מינים שטרם התגלו הסבילים ללחצים גבוהים וקור קיצוני, אולי אפשר למצוא שימוש בהם בתחום ההנדסה הביוטכנולוגית ומדעי הרוקחות. מדיה וקבצים בנושא שלג ימי בוויקישיתוף SpaceRef.com, Deep sea bacteria get new genes from marine snow U. Georgia, Marine Snow and Particles U. Bangor, Marine Snow: Formation and composition NIWA, What grows up must fall down: the potential impact of climate change on plankton and carbon export Primary production and vertical export