Немецкие ученые выяснили, что талая вода, которая образуется при таянии льдин, мешает морским микроорганизмам поглощать углерод и выводить его из атмосферы. В результате фиксация углерода замедляется на четыре месяца. Исследование, проведенное экспертами из Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера, опубликовано в журнале Nature Communications.
Океан — один из крупнейших поглотителей углерода на нашей планете. Все благодаря так называемому биологическому насосу углерода. Так называют микроорганизмы (водоросли и фитопланктон), которые обитают под толщей воды и поглощают углекислый газ из атмосферы во время фотосинтеза. Когда эти микроорганизмы опускаются на морское дно, содержащийся в них углерод может быть «захоронен» там на несколько тысяч лет.
Немецкие исследователи собирали данные в проливе Фарма, который расположен между островом Гренландия и архипелагом Шпицберген, с лета 2016 по лето 2018 года. Пункты наблюдения были установлены в двух участках пролива. Ученые постарались проследить за как можно большим количеством физико-биологических процессов в воде. Так, например, исследователи установили физические, биогеохимические и акустические сенсоры по всей высоте воды и на дне. Также они отобрали образцы воды и донных отложений, которые затем анализировали в лаборатории.
Все это позволило ученым наблюдать не только за сезонным развитием микроводорослей и фитопланктона, но и за физическими, химическими и биологическими условиями, в которых оно протекало. За время наблюдений ученые отметили две крайние точки в движении льда. Летом 2017 года через пролив Фарма проходило очень много льда, при таянии которого образовалось огромное количество талой воды. Летом 2018 года, напротив, было неожиданно мало льда и, соответственно, талой воды. Биологические процессы, происходившие в эти периоды, разительно отличались.
Летом 2017 года из-за больших объемов талой воды наблюдалась так называемая стратификация воды. Это значит, что слой талой воды, которая характеризуется пониженной соленостью, находился поверх слоя соленой морской воды. При этом слои не смешивались между собой. Из-за этого очень малое количество питательных веществ поднималось наверх из более глубоких слоев воды. Фитопланктон рос практически только на поверхности, до глубины в 30 м. Слои воды смешались между собой только к концу лета, когда солнце больше не нагревало поверхность воды. За осень большая часть биомассы опустилась на морское дно, причем составлявшим ее микроорганизмам было уже три месяца. Питательных веществ в них было настолько мало, что они практически не заинтересовали донных обитателей. Летом 2017 года, когда было много талой воды, микроорганизмы могли зафиксировать 25 г углерода на квадратный метр.
Весной и летом 2018 года было относительно мало льда и талой воды, соответственно, не наблюдалось расслоения воды. «Расцвет» диатомовых водорослей тогда пришелся уже на начало мая. Затем начали увеличиваться в числе популяции зоопланктона и рыбы, которая им питалась. Уже через три недели после этого органический углерод начал опускаться на глубину, а через 4–7 недель биомасса достигла дна. В ней было много питательных веществ, поэтому она привлекла в пять раз больше рыбы и донной фауны, чем летом 2017 года. Летом 2018 года, когда талой воды было мало, микроорганизмы могли зафиксировать 50 г углерода на квадратный метр. Как видно, присутствие талой воды замедляет фиксацию углерода практически на четыре месяца. Исследователи предполагают, что в будущем Северный Ледовитый океан будет вести себя так же, как летом 2018 года.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
