Глубоководные кораллы раскрывают секреты быстрого роста углекислого газа в конце последнего ледникового периода

Согласно новому исследованию геохимика из Бостонского колледжа Синчэня (Тони) Вана и международной команды, опубликованному в онлайн-издании Science Advances, Южный океан сыграл ключевую роль в быстром увеличении содержания атмосферного углекислого газа (CO₂) во время последней дегляциации 20 000–10 000 лет назад. Учёные проанализировали химические сигнатуры азота и углерода в ископаемых глубоководных кораллах того периода и выяснили, что секвестрация углерода в океане снизилась из-за того, что фитопланктон не смог поглощать макроэлементы, поставляемые апвеллинговыми течениями, и улавливать CO₂ в глубинах океана.

Эти выводы имеют важное значение для понимания способности океана поглощать антропогенный CO₂ в условиях современного изменения климата. Сегодня около четверти CO₂ от человеческой деятельности поглощается океаном. Изучение прошлых вариаций CO₂, происходивших без влияния человека, помогает лучше предсказать его судьбу в будущем. Ранее учёные, изучая пузырьки воздуха в антарктическом льду, установили, что во время ледниковых периодов концентрация CO₂ была примерно на 30% ниже доиндустриального уровня, что способствовало росту ледников.

Ключевым механизмом является «биологический насос»: фитопланктон, потребляя макроэлементы (азот, фосфор), ассимилирует CO₂, а после гибели его биомасса переносит углерод на глубину. В Южном океане рост фитопланктона часто лимитирован железом и светом, поэтому макроэлементы там используются не полностью. Анализ изотопного состава азота (соотношение ¹⁵N/¹⁴N) в скелетах кораллов показал, что во время ледникового периода «биологический насос» в Южном океане работал эффективнее, захватывая больше CO₂.

«Глубоководные кораллы — прекрасный архив для изучения истории океана. Их возраст можно очень точно определить радиометрическими методами», — отметил первый автор исследования Тао Ли из Нанкинского университета. Сравнив данные по кораллам с ледниковой записью CO₂, учёные обнаружили, что быстрые скачки CO₂ на 10–15 ppm за 100–200 лет во время дегляциации совпадали с периодами снижения эффективности «биологического насоса» и усиления вентиляции Южного океана.

«Однако важно отметить, что текущий антропогенный рост CO₂ происходит как минимум в 10 раз быстрее, чем эти естественные скачки в прошлом. Мы меняем нашу планету с беспрецедентной скоростью», — подчеркнул Ван. В дальнейшем он планирует продолжить исследования с помощью глубоководных аппаратов, в том числе в районе Бразильской окраины.