Судьба биодоступного железа в антарктических прибрежных морях

Исследователи, использующие усовершенствованный источник фотонов (Advanced Photon Source) Управления науки Министерства энергетики США, обнаружили, что железо включается в биогенный кремнезем диатомовых водорослей Южного океана и затем безвозвратно теряется для экосистемы. Эта потеря биодоступного железа может стимулировать рост видов фитопланктона, менее эффективно усваивающих углерод, что противоположно желаемому результату железного обогащения — метода, обсуждаемого для связывания атмосферного CO₂.

Диатомеи, одноклеточные водоросли со стенкой из кремнезема, доминируют во многих фитопланктонных сообществах антарктических морей и ответственны почти за половину годового связывания углерода в океане. Железо является лимитирующим питательным веществом в этих продуктивных районах, таких как море Росса, и влияет на состав сообщества. Ученые из ряда американских институтов с помощью рентгеновской флуоресцентной микроскопии и спектроскопии на линии 2-ID-D и 2-ID-E обнаружили в створках диатомей два морфологически различных типа железа: восстановленное, структурно включенное в биогенный кремнезем, и более окисленное в виде «горячих точек».

Включенное в кремнезем органическое железо с большей вероятностью сохраняется при диагенезе, чем в поверхностных отложениях или протоплазме. Когда кремнеземные створки диатомей опускаются на дно, железо выводится из морской экосистемы. Это снижает биологическую продуктивность в регионах, где железо лимитирует рост. Таким образом, обогащение океана железом для стимуляции диатомовых водорослей может привести к потере железа и сдвигу в сторону сообществ с меньшими потребностями в железе, таких как Phaeocystis antarctica, что потенциально снизит эффективность связывания CO₂.