Хранение углерода в океане 25.10.2024

С глобальным потеплением и усиливающимися последствиями климатических изменений, вызванных деятельностью человека, поиск эффективных решений для уменьшения концентрации парниковых газов становится одной из главных научных задач. Недавнее исследование ученых Калифорнийского университета в Ирвайне открыло новые горизонты в этой области, выявив перспективный способ хранения углерода в океанских глубинах с помощью морских бактерий.

Группа специалистов под руководством доцента Бретта Уокера из Департамента наук о системе Земли разработала уникальную технику, которая позволяет наблюдать, как органические молекулы, созданные морскими бактериями, могут эффективно удерживать углерод в глубинах океана. "Это впервые, когда мы смогли измерить подобные процессы в морской воде", - говорит Уокер. Новая методика позволяет анализировать состав всех органических молекул и отслеживать их движение в толще океана.

Исследование проводилось в Баффиновом заливе, расположенном между Канадой и Гренландией. Ученые сфокусировались на классе органических молекул, известных как алициклические молекулы, богатые карбоксильными группами (CRAM). Эти молекулы играют ключевую роль в хранении углерода. Команда обнаружила, что часть этих органических молекул предпочитает накапливаться в глубоких слоях океана, в то время как другие возвращаются на поверхность.

"В глубоких водах океана мы выяснили, что от четверти до половины CRAM исчезает, и это происходит благодаря активности гетеротрофных бактерий, которые поглощают эти молекулы как источник энергии", - объясняет Уокер. Ранее считалось, что CRAM просто накапливается в океанских глубинах, но данные исследований показали, что в Баффиновом заливе значительная часть CRAM производится на поверхности океана, а затем погружается в его глубины.

Этот процесс имеет важные климатические последствия: если бактерии могут удерживать молекулы CRAM в глубоководных зонах, это означает, что углерод, который попадает в океан с поверхности в виде углекислого газа, может оставаться там на длительные периоды, что замедляет его возвращение в атмосферу. Это открытие меняет наше понимание того, как морская биосфера может способствовать смягчению климатических изменений.

Потенциал хранения углерода в океанских глубинах может стать важным инструментом в борьбе с глобальным потеплением. Если удастся увеличить количество углерода, сохраняемого в океане за счет усиления процессов, связанных с CRAM, это может существенно повлиять на динамику накопления углекислого газа в атмосфере на протяжении сотен и тысяч лет.

Следующий шаг в исследованиях - выяснить, возможно ли усиление естественного производства CRAM и их последующее хранение в океанских глубинах с помощью местных бактериальных сообществ. Это может стать эффективной стратегией для увеличения объемов углерода, удерживаемого в океане. "Если нам удастся повысить скорость накопления углерода в глубинах океана, это может кардинально изменить ситуацию на тысячелетние временные масштабы", - добавляет Уокер.

Команда ученых планирует расширить исследования и изучить, происходят ли аналогичные процессы в других регионах мирового океана. Они стремятся понять, насколько распространен этот механизм и как он связан с глобальной циркуляцией океанских вод и процессами формирования глубокой воды.

Таким образом, новое исследование открывает перспективы использования природных процессов океанического углеродного цикла для смягчения последствий изменения климата. Углубленное понимание роли морских бактерий в накоплении углерода в океанских глубинах может стать важным шагом на пути к более эффективным методам борьбы с глобальным потеплением и снижению концентрации парниковых газов в атмосфере.