В борьбе с глобальным потеплением человечество ищет все новые способы удаления излишков углерода из атмосферы. На этот раз международная группа исследователей предложила «поставить на службу» одних из самых маленьких обитателей Земли — океанический фитопланктон.
Фитопланктон — фотосинтезирующая часть планктона, состоящая из одноклеточных растений и цианобактерий. Свободно перемещающийся в верхних слоях воды фитопланктон — основа океанической пищевой цепи и один из главных источников кислорода на нашей планете, в этом отношении превосходящий даже тропические леса.
Колоссальная продуктивность фитопланктона давно привлекает внимание исследователей, планирующих использовать его в качестве источника биотоплива или пищи для растущего населения Земли. Однако, чтобы справиться с растущим глобальным потеплением, международная группа исследователей предложила использовать фитопланктон для удаления из атмосферы Земли излишков углекислого газа.
Как и любые фотосинтезирующие организмы, фитопланктон поглощает углекислый газ из воздуха, чтобы использовать его для синтеза питательных веществ. Однако нынешнего количества фитопланктона недостаточно, чтобы задержать глобальное потепление, так что ученые предложили увеличить его количество, удобрив морскую воду наночастицами, которые вызовут бурный рост микроскопических водорослей и бактерий.
Рассеиваемые наночастицы можно будет спроектировать так, чтобы они наилучшим образом подходили для условий в нужной части океана. Например, их покрытие можно «настроить» таким образом, чтобы частицы прикреплялись к клеткам планктона (это позволит им оставаться в поверхностном слое воды), а состав менять в зависимости от потребностей доминирующей в этих водах формы фитопланктона: например, одним клеткам полезнее будет железосодержащее удобрение, другим — кремнийсодержащее.
Поглощая углерод, фитопланктон будет накапливать его в своих организмах, а затем, погибая, эти клетки опустятся на морское дно и унесут с собой избыток углерода. Тот же процесс идет сейчас, только намного медленнее: все, что предлагают ученые, — немного его ускорить.
Ключевой момент здесь — соблюдение нужных концентраций, при которых наночастицы будут стимулировать рост фитопланктона, но не станут токсичными для морских экосистем — к примеру, за счет излишне бурного цветения воды, которое может привести к появлению «мертвых зон», насыщенных токсинами и практически лишенных кислорода.
Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.