NOCS: Экспедиция по исследованию углерода в аптеке Бенгела

Фото: NOC

В мае 2018 года Royal Research Ship (RRS) Discovery начнет амбициозную научную экспедицию в Южную Атлантику, чтобы изучить роль зон с низким содержанием кислорода в хранилище океанического углерода. Результаты этого исследования помогут улучшить понимание того, как биология океана способствует долгосрочному хранению углерода в океане.

Национальный океанографический центр (НОК) возглавит эту экспедицию в регионе Бенгайла, растущего в южной части Атлантического океана, где холодная вода, богатая питательными веществами, поднимается на поверхность, обеспечивая пищу топливом большого количества мелких морских растений, называемых фитопланктоном.

Наука, проведенная в этой последней экспедиции, является частью проекта COMICS и является ключом к улучшению понимания того, как климат зависит от жизни в «сумеречной» зоне. Это часть океана от 100 до 1000 метров, где солнечный свет едва заметен. Маленькие существа в сумеречной зоне захватывают и перехватывают материал, погружающийся с поверхности моря, что приводит к тому, что углерод в этом материале хранится в океане, а не в атмосфере.

В настоящее время известно, что эффективность переноса углерода из атмосферы через сумеречную зону является ключом к регулированию уровня CO2 в атмосфере. Однако процессы, которые контролируют эффективность биологического хранения углерода в глубоком океане, недостаточно известны, что является препятствием для прогнозирования того, как они могут быть затронуты изменением климата.

Ученый NOC, доктор Стефани Хенсон, который будет руководить этой экспедицией, сказал: «По мере того, как фитопланктон погружается в сумерковую зону, он смывает воду с кислородом. Эта область Южной Атлантики особенно интересна, потому что мы считаем, что эта низкая кислородная среда может влиять на способность океана хранить углерод. Например, животные, которые обычно потребляют органический материал, погружающийся в сумерковую зону, могут не выжить в условиях низкого кислорода.

В рамках COMICS мы проводим экспедиции в регионы с очень разными уровнями кислорода, температуры и популяций фитопланктона, чтобы узнать, как эти свойства влияют на тонущий углерод в сумеречную зону ».

До прошлого года казалось, что животные, живущие в сумеречной зоне, нуждаются в шестикратном увеличении количества углерода, чтобы выжить и расти, чем поставлялось им. Тем не менее, новаторское исследование, опубликованное в Nature учеными NOC, смогло сбалансировать «углеродный бюджет» в этой зоне и объяснить это несоответствие.

Профессор Ричард Сандерс, главный исследователь проекта COMICS, добавил: «Эта новая теория стала возможной благодаря передовым технологиям, разработанным здесь в НОК. Выстроенные нами осадочные ловушки позволили нам измерить поглощающий углерод намного ближе к поверхности, чем это было возможно раньше, что означало, что наши измерения того, сколько углерода попадает в сумеречную зону, были более точными ».

Разработанные НОК осадочные ловушки измеряют объем осадка, который опускается в течение определенного периода времени. Этот осадок часто называют «морским снегом», потому что он падает мягко вниз по океану. Ловушки осадочных пород будут использоваться в разных регионах во время проекта COMICS, что позволит ученым более точно рассчитать количество углерода, поступающего в глобальную океанскую систему.

Проект COMICS также будет сравнивать количество углерода, поступающего в систему, с количеством углерода, потребляемого биологическими процессами в сумеречной зоне, путем измерения скорости, которую животные, такие как медуза и криль, дышат.

Как только COMICS разработает понимание того, как работает сумеречная зона, будет разработана первая модель переноса углерода в сумеречной зоне на основе прямых экологических измерений. Раньше модели были основаны на косвенных измерениях экологии, таких как температура, которые не могут объяснить наблюдаемую эффективность транспорта углерода в одиночку. Сначала будет создана простая математическая модель зоны сумерек, а затем применена в глобальных климатических моделях.

Проект КОМИКС возглавляет НОК и является сотрудничеством между Британским антарктическим обзором и университетами королевы Марии Лондон, Ливерпуль, Оксфорд, Хериот-Ватт и Саутгемптон. Проект получил финансирование от Совета по экологическим исследованиям окружающей среды (НКРЭ).