Хранение углерода в глубинных морях Земли продолжает обнаруживать удивительные сложности, поскольку ученые открывают больше о запутанных процессах в наших океанах. Эти огромные подводные экосистемы играют ключевую роль в регулировании климата нашей планеты, поскольку микроскопические организмы часто управляют основными биогеохимическими циклами. Одно из таких открытий явилось результатом недавнего исследования, проведенного Национальным океанографическим центром Великобритании (NOC). Исследовательская группа предлагает новый взгляд на роль, которую играет уникальная группа микроскопических водорослей в секвестрации углерода – естественном накоплении углерода в океане.
Хранение углерода в Южном океане
Микроскопические водоросли, известные как диатомовые, играют важную роль в извлечении углерода в глубины океана, особенно в Южный океан, содержащий примерно треть органического углерода, хранящегося в мировом океане. Диатомовые водоросли имеют четкие плотные структуры на основе кремнезема, напоминающие маленькие стеклянные домики. Ученые давно считали, что эти структуры обеспечивают достаточный вес – или балласт – для того, чтобы диатомовые водоросли погружались в более глубокие воды, затягивая с собой углерод в темно-голубые глубины.
"Океан играет ключевую роль в глобальном круговороте углерода, поскольку крошечные микроскопические растения ежегодно поглощают миллиарды тонн углерода из атмосферы", - сказал д-р Сари Гиеринг, руководитель исследований NOC. «В течение многих лет считалось, что эта группа планктона – диатомовые водоросли – играет решающую роль в эффективной транспортировке углерода в глубины океана, где он находится вне контакта с атмосферой».
Вид биологического углеродного насоса
Диатомовые водоросли и другие виды фитопланктона впитывают углерод у поверхности моря. Этот процесс является частью так называемого биологического углеродного насоса – серии процессов, направляющих этот углерод в глубины океана. Но согласно недавним выводам исследования NOC, скелеты диатомовых водорослей не слишком долго спускаются. Вместо этого они задерживаются у поверхности, тогда как углерод путешествует в глубины океана другими, пока неизвестными путями.
"Теперь мы понимаем, что диатомовые водоросли не всегда вносят такой значительный вклад в углеродный насос Южного океана, как мы когда-то думали", - сказал д-р Гьеринг. "Это означает, что в глубинах океана происходят неизвестные или плохо измеренные процессы, о которых нам нужно узнать больше".
Будущее хранение углерода в океане
Ученые все больше озабочены тем, что потепление океана может повлиять на производительность диатомовых водорослей и, таким образом, снизить эффективность биологического насоса в Южном океане, однако это недавнее исследование показывает, что эти изменения могут не сильно повлиять на способность Южного океана накапливать углерод.
"Южный океан уязвим к потеплению океана, которое может изменить доступность питательных веществ и уменьшить численность диатомовых водорослей в будущем", - сказал Джек Уильямс, аспирант Саутгемптонского университета. Но наши результаты свидетельствуют о том, что эти изменения могут не так сильно повлиять на мощность хранения углерода в Южном океане, как считалось ранее.
Углерод продолжает опускаться в глубину океана, что говорит о том, что в «сумеречной зоне» океана происходят еще неизвестные процессы. Раскрытие этих процессов имеет решающее значение для точного прогнозирования того, как океаны могут сохранять углерод в будущем.
Зона сумерек: граница открытий
Сумеречная зона, слой середины океана, охватывающий глубину от 100 до 1000 метров, стала критической сферой интереса для ученых, изучающих накопление углерода. Несмотря на свое название, эта зона далеко не безжизненная пустота. Здесь живет динамическая экосистема организмов и сложных процессов, которые только начинают понимать. Последние открытия показывают, что большая часть транспортируемого в глубины океана углерода происходит из этого слоя, минуя механизмы, традиционно связанные с поверхностным планктоном, как диатомовые водоросли.
В этой слабо освещенной зоне углерод переносится тонущими частицами, известными как морской снег – агрегатами органического материала, мертвого планктона и прочего детрита. Однако точные процессы, обеспечивающие этот спуск, остаются неосязаемыми. Сумеречная зона действует как вратарь, определяя, сколько углерода достигает океанских глубин. Понимание этих путей жизненно важно для совершенствования климатических моделей и прогнозирования того, как хранение углерода в океане отреагирует на глобальное потепление. Продолжающиеся исследования сумеречной зоны могут стать ключом к раскрытию полного потенциала поглощения углерода в океане, предоставляя информацию, которая может изменить стратегии сохранения и наш подход к смягчению изменения климата. Полный текст исследования опубликован в журнале Природа.