Резкий рост поглощения углерода в прибрежных частях мирового океана оказался связан с его биологической фиксацией. Отступившие морские льды, усилившийся апвеллинг и сток эвтрофицированных рек в XX веке стали стимулами для развития морской биоты вблизи побережий. К таким выводам пришли ученые, смоделировав потоки углерода между сушей, атмосферой и океаном вдоль границ материков. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change.
Между атмосферой и океаном постоянно происходит обмен углекислым газом. Два основных пути, с помощью которых океан может поглощать CO2 — физический (растворение в воде) и биологический (захват живыми организмами, например, водорослями в процессе фотосинтеза). Больше всего углерода, от 190 до 300 миллионов тонн ежегодно, поглощают моря на шельфе и прочие прибрежные области мирового океана, на которые приходится всего семь процентов его площади. Концентрация углекислого газа вблизи побережий в течение последних десятилетий непропорционально быстро растет, и причины этого пока до конца не ясны.
Ученые под руководством Морица Матиса (Moritz Mathis) из Центра Гельмгольца «Гереон» в Гестахте исследовали поглощение углекислого газа в прибрежной акватории Мирового океана. Они использовали глобальную биогеохимическую модель океана ICON-Coast с разрешением 20 километров, с помощью которой рассчитали потоки углерода между океаном и атмосферой.
Моделирование показало, что за XX век поглощение CO2 прибрежными водами увеличилось более чем в два раза и по темпам опередило открытый океан, причем 59 процентов пришлось на биологическое связывание углерода. Его интенсификацию авторы связали с отступлением морского льда и усилением апвеллинга — подъема богатых питательными веществами холодных вод из глубины океана к его поверхности. Эти изменения в океанической циркуляции объясняют 36 процентов биологического поглощения углерода.
23 процента биологической фиксации углерода связали с ростом содержания элементов питания в речном стоке, который произошел из-за антропогенной эвтрофикации. Роль физического поглощения CO2 в прибрежных водах постепенно снижалась: изменение климата уже привело к растворению большого количества углекислого газа в океане, из-за чего морская вода более кислой и ее буферная емкость снизилась.
Если прибрежные зоны поглощают ежегодно до 300 миллионов тонн углерода, то донное траление (вылов рыбы с морского дна с помощью тралов) каждый год приводит к выбросу 340–370 миллионов тонн CO2. Запрет такого рыболовного промысла, опасного также для биоразнообразия, может стать мощной климатической мерой.