Новости и мнения

Снижение углерода с водорослями

Нерест водорослей за счет удобрения Южного океана железом может помочь поглотить атмосферный углерод в глубокий океан и, возможно, замедлить изменение климата.

Огромные цветы морских водорослей, называемые фитопланктоном, уносят углерод из атмосферы во время фотосинтеза, большая часть которого затем уносится глубоко в океан, когда они умирают. Ученые предположили, что этот механизм помог охладить землю во время исторических ледниковых периодов, удаляя углекислый газ из атмосферы и храня его на дне океана, где он не может быть возвращен обратно в атмосферу. Индуцирование цветения водорослей в больших масштабах может сделать то же самое сегодня, уменьшая воздействие углекислого газа на парниковый эффект и замедляя воздействие глобального изменения климата.

Действительно, как сообщалось сегодня (18 июля) в Природе , ученые залили океан железом и наблюдали за тем, как в результате цветение расцвело, а затем умерло, опускаясь в глубокий океан со значительным количеством углерода на буксире.

«[Авторы] были сосредоточены и довольно успешно выяснили, добавили ли вы железо, каков будет биологический ответ фитопланктона? Какова была судьба углерода и питательных веществ, которые они высосали?» сказал морской геохимик Кен Buesseler из Вудс-Хоул океанографического института, который не был вовлечен в исследование. «Это, вероятно, лучший пример группы, которая оставалась достаточно долго и смотрела достаточно глубоко, чтобы увидеть, есть ли какие-либо эффекты под поверхностью».

В ледниковые периоды в океаны попадает больше пыли, богатой железом, необходимым питательным веществом для водорослей. Железо особенно ограничено в Южном океане, и предыдущие исследования показали, что добавление железа в поверхностные воды вызывает большое цветение водорослей. В 2004 году Виктор Сметачек из Института полярных и морских исследований им. Альфреда Вегенера, Германия, и его коллеги решили повторить эти эксперименты и внимательно следить за тем, что произошло. Они посеяли часть Южного океана и следили за развитием цветения водорослей в течение 37 дней. Команда регулярно проводила измерения питательных веществ и биомассы через толщу воды до морского дна глубиной в несколько тысяч метров. По их данным, они смогли увидеть хорошую корреляцию между тем, что водоросли использовали на поверхности, и тем, что снова появлялось в глубине, когда фитопланктон погиб и затонул.

Команда решила распределить железо по изолированному вращающемуся столбу воды вихря, чтобы свести к минимуму обмен воды и питательных веществ с открытым океаном, эффективно используя вихрь в качестве естественного стакана. Они смогли оценить, что около половины цветущей биомассы затонуло до глубины 1000 метров или более, значительно ниже верхнего смешанного слоя (первые 100 метров или около того в этом регионе), что позволяет осуществлять открытый обмен с атмосферой. Поглощенный таким образом углерод может храниться веками, пока глубокие медленные океанские течения в конечном итоге не вернут его на поверхность.

Сметачек говорит, что, хотя более длительные эксперименты все еще необходимы, как и образцы самого осадка морского дна, а не просто глубокой воды, чтобы подтвердить, что оседает в грязи, предварительные оценки предполагают, что из гиганта может быть удалено до одного гигатона углерода. атмосфера таким образом каждый год – четверть углерода, который в настоящее время накапливается в атмосфере в результате деятельности человека на ежегодной основе. Таким образом, удобрение железом может служить эффективной геоинженерной стратегией, помогающей замедлить вредные воздействия, такие как изменение климата, которые сопровождаются повышением содержания углерода в атмосфере. Тем не менее, как Smetacek, так и Buesseler предупреждают о потенциальных недостатках крупномасштабного оплодотворения.

«Если вы сделаете это в течение более длительного периода времени, вы можете изменить структуру экосистемы», – сказал Сметачек. Увеличивая численность популяции фитопланктона, количество микроскопических животных, которые питаются им, также может взорваться, быстро израсходовав все питательные вещества в он объяснил, что некоторые виды водорослей выделяют вредные газы и токсины, которые могут повредить окружающие морские экосистемы. Никаких таких последствий в данном эксперименте не наблюдалось, сказал Сметачек, но недостатки более крупного эксперименты «должны контролироваться независимой группой ученых, которые работают некоммерчески».

Способность океана поглощать углерод также зависит от многих изменений, которые мы уже вносим в морскую среду, включая повышение температуры океана и сокращение популяций китов и криля в Южном океане, которые ранее играли большую роль в круговороте питательных веществ. обузданный цветениями водорослей. Этот эксперимент и его предшественники играют важную роль в понимании того, как океан, который естественным образом поглощает около трети наших выбросов углерода, играет в глобальном круговороте углерода.

«Сами эксперименты не имеют огромных экологических последствий, но мы можем многому научиться у них», – сказал Бюсселер. «Это был успешный способ изучения океана и климата».

V. Semtacek и соавт., Глубокий экспорт углерода из южно-океанического оплодотворенного железом цветения диатомовых водорослей, Nature , 487: 313–319, 2012.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *