Исследование NOC Великобритании ставит под сомнение роль планктона в процессе хранения углерода в океане

Новое исследование, проведенное Национальным океанографическим центром Великобритании (NOC), поставило под сомнение роль уникальной группы микроскопических растений в сохранении углерода в океане.

Диатомовые водоросли, разновидность планктона или морских водорослей, играют важную роль в перемещении углерода в глубинные воды, особенно в Южном океане, поглощая около трети органического углерода, хранящегося в океане.

Уникальность диатомовых водорослей заключается в том, что они имеют плотные экзоскелеты на основе кремния — словно миниатюрные стеклянные домики, — которые, как считалось, служат балластом, из-за чего они склонны затапливаться, и, следовательно, являются основным способом транспортировки углерода в глубины океана.

Однако новое исследование, основанное на данных двух крупных экспедиций в малоизученную сумеречную зону Южного океана — область глубиной от 100 до 1000 м, — показало, что скелеты диатомовых водорослей задерживались у поверхности моря, в то время как углерод проникал в глубины океана другими путями.

«Океан играет ключевую роль в глобальном углеродном цикле, а крошечные микроскопические растения ежегодно поглощают миллиарды тонн углерода из атмосферы. В течение многих лет считалось, что эта группа планктона — диатомовые водоросли — играет решающую роль в эффективной транспортировке углерода в глубины океана, где он удерживается вне контакта с атмосферой.

«Удивительное открытие, что кремниевые скелеты диатомовых водорослей остаются вблизи поверхности, в то время как углерод опускается в глубины океана, заставляет нас переосмыслить экологические процессы в том, что мы называем биологическим углеродным насосом», — заявила доктор Сари Гиринг, руководитель исследования в NOC.

Биологический углеродный насос описывает набор процессов, в которых планктон поглощает углерод из поверхностных вод и переносит его в глубины океана. Эти естественные процессы ежегодно сохраняют миллиарды тонн углерода в океане.

«Предыдущие исследования изучали то, что в конечном итоге оказывается на морском дне, и показали, что углерод обычно попадает туда с помощью балластного материала, например, скелетов диатомовых водорослей на основе кремния.

«Но наше исследование, изучающее, что происходит в сумеречной зоне до того, как углерод достигает морского дна, показывает, что диатомовые водоросли порой не вносят такого большого вклада в углеродный насос Южного океана, как считалось ранее. Это означает, что в глубинах океана происходят неизвестные или плохо измеренные процессы, о которых нам нужно узнать больше», — добавил доктор Гиринг.

Ограниченное влияние потепления океана на хранение углерода в Южном океане

Морской снегоуловитель, используемый для отбора проб морских частиц в океане с целью измерения потоков тонущих частиц (Источник: NOC)

Высказывались опасения, что потепление океана может повлиять на продуктивность диатомовых водорослей и, следовательно, снизить мощность биологического углеродного насоса в Южном океане.

«Южный океан уязвим к потеплению океана, что может изменить доступность питательных веществ и сократить численность диатомовых водорослей в будущем. Но наши результаты показывают, что эти изменения могут не повлиять на прочность хранения углерода в Южном океане так сильно, как считалось ранее.

«С другой стороны, углерод все еще проникает в глубины, поэтому в сумеречной зоне происходят неразрешенные процессы, о которых нам нужно узнать больше. Понимание этих процессов и того, как они управляют поглощением углерода в этой чрезвычайно важной части океана, имеет решающее значение для точного прогнозирования того, как океаны могут хранить углерод в будущем», — сказал ведущий автор Джек Уильямс, аспирант из Университета Саутгемптона.

Исследование проводилось в рамках двух крупных инициатив, возглавляемых NOC, Controls over Ocean Mesopelagic Interior Carbon Storage (COMICS) и Carbon Uptake and Seasonal Traits in Antarctic Remineralisation Depth (CUSTARD). Эти проекты финансировались Советом по исследованиям природной среды Великобритании (NERC) и

Грант Европейского исследовательского совета на развитие новых технологий визуализации и анализа данных с целью изучения внутреннего хранения углерода в океане (ANTICS).

В ходе двух экспедиций, каждая из которых длилась более пяти недель в море, ученые NOC и их международные коллеги изучали сумеречную зону в четырех различных местах в Атлантическом и Тихоокеанском секторах Южного океана.

Это включало богатые железом воды вокруг удаленной цепи островов и воды с недостатком питательных веществ в открытом океане. Совместная команда использовала комбинацию инновационных методов, включая измерения на судах, швартовочные массивы и автономные подводные технологии.

категории: hydrgraphic, морская наука