Движение железа в Антарктике: Новое исследование о поглощении углекислого газа в антарктических морях

Моря вокруг Антарктиды иногда могут напоминать сад. Крупномасштабные эксперименты, в которых ученые распыляют железо в воду, буквально удобряя фитопланктон, создавали огромные искусственные цветения водорослей. Такие геоинженерные эксперименты стимулируют рост диатомовых водорослей, которые извлекают углекислый газ из воздуха. Эксперты полагают, что эта практика может помочь компенсировать рост уровня CO₂ на Земле. Однако эксперименты спорны и, согласно новому исследованию Технологического института Джорджии, возможно, не столь эффективны, как ожидалось.

Исследование, опубликованное в понедельник в журнале Nature Communications, показывает, что диатомеи включают в свои кремниевые панцири больше железа, чем им на самом деле необходимо. В результате железа не хватает другим организмам, и добавленное железо может стимулировать меньшую продуктивность, чем ожидалось. Исследование также указывает, что удаление железа путем включения его в кремнезем диатомей может быть важным фактором, контролирующим биодоступный пул железа в Южном океане, негативно влияя на экосистему.

«Это похоже на человека в очереди у шведского стола, который берет последние два куска торта, хотя знает, что съест только один. Он забирает еду, и другим в очереди ничего не достается», — пояснил профессор Эллери Инголл. Он отмечает, что такие «жадные» диатомеи негативно влияют на количество производимого углерод-поглощающего планктона и вытесняют другие организмы в борьбе за железо.

Исследователи годами знали, что диатомеи могут удалять железо из океанов и углерод из атмосферы, но о циклах и удалении железа в антарктическом регионе известно мало. Инголл и его бывшая аспирантка Джулия Диас провели почти шесть недель в море Росса в 2008–2009 годах, чтобы изучить этот вопрос. Они собрали образцы в холодных водах и провели первый, как считается, спектроскопический и композиционный анализ железа в биогенном кремнеземе. Анализ проводился с помощью рентгеновской спектроскопии в Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США.

Основными источниками биодоступного железа в Антарктике являются таяние снега и осаждение пыли. Инголл обнаружил, что поступление железа из этих источников едва поспевает за его изъятием диатомеями. «Поглощение железа диатомеями значительно по сравнению с тем, что природа способна естественным образом добавить в океан. Это может сместить микробные сообщества в сторону организмов с относительно более низкими потребностями в железе», — отметил ученый. Удаление железа сообществами фитопланктона, где доминируют диатомеи, может ослабить ожидаемый эффект от удобрения железом — усиленное поглощение углерода — за счет снижения продуктивности других видов фитопланктона, которые поглощают CO₂ более эффективно.