Исследование раскрывает новый процесс поглощения углерода в океане
Океаны представляют собой сложные системы с механизмами, которые могут поглощать, циркулировать, связывать и высвобождать углекислый газ. Понимание того, как функционируют эти тесно взаимосвязанные процессы, может дать ученым лучшее представление о том, чего следует ожидать при изменении климата. Поскольку океаны являются крупнейшим поглотителем углерода на Земле, поглощая примерно 10 петаграммов в год, выяснение механизмов поглощения углерода океанами является важным шагом вперед в решении насущной проблемы глобального потепления.
Недавно геохимик и геобиолог Морган Равен, доцент Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, получил от Национального научного фонда (NSF) премию Faculty Early CAREER для изучения загадочного, малоизвестного механизма поглощения углерода в океане, который может стать более заметным по мере потепления океанов: сульфуризация частиц и ее влияние на захоронение углерода в осадочных породах.
Большая часть поглощения углерода происходит в результате работы "биологических насосов" океанов. Крошечный фитопланктон на поверхности океана поглощает углекислый газ из воздуха и растворенный углерод из воды в процессе фотосинтеза. После этого их поедает зоопланктон, который совершает массовую миграцию в глубины океана, где откладывает органический углерод и дышит углекислым газом, а на следующую ночь возвращается на поверхность, чтобы повторить процесс.
Однако эти механизмы не могут объяснить изобилие углерода в отложениях на дне аноксических зон океана, где недостаточно кислорода для существования зоопланктона и других животных. Недавно профессор Равен и ее коллеги обнаружили еще один механизм, играющий фундаментальную роль в связывании углерода. Крупные частицы - липкие сгустки органического вещества, состоящие из мертвого фитопланктона, фекалий и различных мелких организмов - создают микросреду, которая имеет решающее значение для микробного круговорота серы, процесса, который оказывает глубокое влияние на круговорот углерода.
"Меня особенно интересует, как сульфиды могут эффективно травить органические вещества", - объяснила Молли Кротто, одна из докторанток профессора Равена, которая также будет участвовать в проекте. "Так что если в середине этих частиц есть немного сульфида, то можно изменить углерод в этих частицах в форму, которая с большей вероятностью выживет в этих геологических временных масштабах, с большей вероятностью проделает весь путь до грязи в первую очередь"
По словам ученых, этот механизм является древним, он был гораздо более распространен в меловой период, когда океаны были теплее и содержали меньше кислорода (145,5 - 65,5 млн. лет назад). Такие низкокислородные условия приводили к накоплению органических веществ на аноксичном морском дне, в отложениях черного сланца. В настоящее время, когда океаны снова потеплеют, в них снова будет содержаться меньшее количество кислорода, что может привести к более широкому распространению серообразования в частицах. В новом проекте профессор Равен и ее команда намерены более детально изучить этот увлекательный процесс.
"Мы хотим узнать в более тонких деталях, сколько углерода сохраняется на морском дне, и насколько это значимо. А также то, как будут действовать другие факторы, такие как температура океана, циркуляция и штормы", - заключила профессор Равен.
