http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id=93ac83eb-fa0d-4863-81eb-8d52bcde9dc5&print=1
© 2024 Российская академия наук
Российские ученые выяснили, какие
процессы в поверхностном слое вод определяют динамику углекислого газа (СО2).
Так, оказалось, что разложение органического вещества в водах способствует его
выделению, а доминирование фотосинтетических процессов – повышению насыщенности
вод кислородом и снижению содержания СО2. Фундаментальное
исследование ученых позволит дополнить имеющуюся информацию о способности вод
Южного океана поглощать углекислый газ из атмосферы и изучить вклад
поглощаемого СО2 в общий бюджет углерода для Мирового океана.
Результаты работы опубликованы в журнале Water, о ней сообщает
пресс-релиз Минобрнауки.
![1-1 (jpg, 306 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=266eb8c9-f826-446b-9e23-8893368ff43f)
Судно «Академик Мстислав Келдыш». ©
Wikimedia Commons.
Глобальное потепление на Земле происходило бы
намного быстрее, если бы Мировой океан не поглощал выбросы углекислого газа.
Его воды поглощают значительную часть выделяемого в атмосферу антропогенного СО2.
Одним из важнейших районов, определяющих климат Земли, стал омывающий берега
Антарктиды Южный океан. Именно на его долю приходится 40 % поглощения газа.
По опубликованным данным за
последние 20 лет поглощающая способность Южного океана снизилась, однако точная
оценка изменений количества поглощаемого газа затруднена. Среди причин –
быстрые изменения по акватории Южного океана характеристик, определяющих
поглотительную способность Южного океана в отношении СО2, а также
ограниченное число прямых измерений в Южном океане из-за сложных условий
проведения экспедиционных исследований.
Ученые Морского гидрофизического института РАН
(Севастополь) на основе данных соотношения кислорода и парциального давления
углекислого газа изучили приоритетность вклада биогеохимических и физических
процессов, определяющих динамику углекислого газа в поверхностном слое вод
Южного океана, а значит и скорость обмена СО2 между атмосферой
и морской водой.
Авторы проанализировали обширные данные, полученные
во время 87-го рейса научно-исследовательского судна «Академик Мстислав Келдыш»
в Атлантическом секторе Южного океана – проливе Брансфилда, Антарктическом
проливе, бассейне Пауэлла, морях Уэдделла и Скотия.
«Основная идея исследования заключалась
в том, чтобы получить количественные оценки вклада биологических и физических
процессов, оценить те процессы, которые преимущественно определяют величину рСО2 и
его динамику в поверхностном слое вод. Под биологическими процессами мы
подразумеваем, прежде всего, фотосинтез и разрушение биомассы водорослей, в то
время как под физическими – процессы перемещения и смешения водных масс. В
данной работе мы анализировали соотношения концентрации кислорода и рСО2,
что позволило сделать вывод о приоритетности вклада биологической составляющей
или физической в содержание СО2», – пояснила первый автор статьи,
заведующая отделом биогеохимии моря и лабораторией мониторинга и исследования
потоков парниковых газов и кислорода в морской среде Морского гидрофизического
института РАН Наталья Орехова.
Исследователи выявили закономерности в
пространственном распределении углекислого газа и изменения в биогеохимических
процессах, происходящих в водах. Так, один из примечательных результатов был
получен в проливе Брансфилда – в исследуемый период воды пролива
демонстрировали более высокий уровень насыщения CO2 и
пересыщения по сравнению с атмосферой, а также недонасыщение вод кислородом.
Это показывает, что в регионе доминирующим процессом, определяющим концентрацию
СО2, является активное разложение органического вещества.
По разнице рСО2 в поверхностном слое
вод и приводном слое атмосферы сделан вывод, что в исследуемый период воды
пролива Брансфилда являются источником углекислого газа для атмосферы. Таким
образом, чем чаще происходит разложение органического вещества, тем выше
уровень насыщения воды углекислым газом – то есть океан его больше выделяет и
это способствует ускорению глобального потепления.
В отличие от этого, в морях Уэдделла и Скотия
наблюдался другой сценарий – доминирование процесса фотосинтеза над окислением
органического вещества привело к снижению концентрации CO2 и
повышению насыщенности вод кислородом. А воды данного района поглощают
углекислый газ из атмосферы.
Исследователи установили, что биологические
процессы, такие как первичная продукция и разложение органического вещества,
значительно влияют на динамику кислорода и углекислого газа в поверхностных
водах изученных районов, и как результат являются одним из основных факторов,
определяющих поток углекислого газа на границе с атмосферой.
Однако, они также обнаружили свидетельства
существования дополнительных источников CO2, не связанных с
биогеохимическими процессами окисления и продукции органического вещества.
Природу этих процессов еще предстоит исследовать.
Полученные результаты способствуют пониманию
взаимосвязи между глобальным изменением климата и хрупким балансом между
кислородом и углекислым газом в океанах, а также являются основой для понимая
роли экосистемы Южного океана в цикле углерода и оценке поглощающей способности
вод Мирового океана в отношении СО2. Работы проводились в рамках тем
госзадания «Антарктика» (получение данных прямых измерений). Анализ вклада
различных составляющих в динамику рСО2 выполнен по теме
«Карбоновый полигон».
Источник: Минобрнауки России.