Океан играет ключевую роль в современном изменении климата, поскольку он поглощает значительную часть атмосферного углекислого газа, выделяемого человечеством. С одной стороны, это замедляет нагревание климата, а с другой-растворение СО2 в морской воде происходит закисление океанов. Это имеет далеко идущие последствия для многих морских организмов, а следовательно, и для океанического углеродного цикла. Один из важнейших механизмов в этом цикле называется биологическим углеродным насосом. Часть биомассы, которую фитопланктон образует в поверхностном океане в результате фотосинтеза, опускается на глубину в виде мелких углеродистых частиц. В результате углерод долгое время хранится в глубоководных слоях моря. Таким образом, океан выступает в качестве поглотителя углерода в климатической системе.
То, насколько сильно действует этот биологический насос, сильно варьируется от региона к региону и зависит от состава видов в экосистеме. Ученые из центра GEOMAR Helmholtz по исследованию океана в Киле впервые смогли показать, что подкисление океана влияет на содержание углерода в тонущем органическом материале и, следовательно, на биологический насос. Удивительно, но наблюдаемые изменения были весьма вариабельные. Содержание углерода в тонущих частицах значительно увеличивалось или уменьшалось с увеличением СО2, в зависимости от состава видов и структуры пищевой паутины. Поскольку исходные данные охватывают широкий спектр океанических регионов, это, по-видимому, глобальное явление. Эти выводы позволяют совершенно по-новому оценить последствия подкисления океана.
Доктор Jan Taucher, морской биолог, говорит: Интересно, что мы обнаружили, что бактериальный и животный планктон, такие как мелкие ракообразные, играют ключевую роль в том, как углеродный цикл и биологический насос реагируют на подкисление океана. До сих пор широко распространено мнение, что биогеохимические изменения в основном обусловлены реакциями фитопланктона. Поэтому даже современные модели земной системы не учитывают взаимодействия, которые мы наблюдаем между морской пищевой сетью и углеродным циклом. Таким образом, наши выводы помогают сделать климат модели более реалистичны и улучшают климатические прогнозы.
До сих пор большая часть знаний по этой теме была основана на идеализированных лабораторных экспериментах, которые представляют только экологические взаимодействия и динамику сложной морской пищевой сети в очень упрощенном виде. Это затрудняет перенос таких результатов в реальные океанические условия и прогнозирование их на будущее. Для того чтобы получить более реалистичное представление, в исследовании обобщены некоторые полевые эксперименты, которые проводились на крупномасштабных испытательных установках, в различных регионах океана, от арктических до субтропических вод.
Мезо-космы-это, так сказать, огромные пробирки в океане, в которых можно изучать изменения условий окружающей среды в замкнутой, но в остальном естественной экосистеме. Для настоящего исследования был синтезирован большой объем данных из пяти мезо-космических экспериментов, чтобы дать более точную картину планктонных сообществ и биогеохимических процессов в экосистеме. Всего в анализ было включено более десяти тысяч точек данных.
Вновь полученные знания теперь могут быть использованы для реализации сложных экологических взаимодействий в моделях Земной системы, способствуя тем самым дальнейшему совершенствованию климатических прогнозов.
