Диатомовые водоросли объясняют высвобождение CO₂

Ученые обнаружили неожиданно высокие концентрации опала, минерала, содержащего силикат, в морских отложениях в периоды перехода от ледниковых эпох к теплым фазам. Объяснение причин этих высоких концентраций также может прояснить, как океаны высвобождают накопленный углекислый газ. Исследование, опубликованное в журнале Nature, поддерживает теорию, впервые выдвинутую в 1998 году.

Анализ керна из субтропической Атлантики, охватывающего 550 000 лет истории осадконакопления, показал пики концентраций опала примерно каждые 100 000 лет, каждый раз совпадая с переходом от холодной к теплой фазе. Опал образуется из скелетов отмерших диатомовых водорослей. Однако общепринятая «ветровая гипотеза» предполагает, что в такие переходные периоды поверхностные воды в этом регионе должны быть бедны силикатом из-за изменения циркуляции, вызванного таянием льдов в Северной Атлантике.

Исследователи во главе с Неле Меклер из Геологического института ETH Zurich предлагают альтернативный механизм — «гипотезу диффузии». Согласно ей, в периоды стагнации водных масс усиливалось влияние естественной диффузии, вызванной разницей концентраций. Это позволяло силикату из глубинных вод достигать поверхностных слоев, вызывая заметное цветение диатомей. После их отмирания скелеты формировали обнаруженные отложения опала.

Ученые заключают, что если возможна диффузия снизу вверх, то теплые поверхностные воды также могли диффундировать вглубь, что изменяло плотность глубинных вод. Возникавшая циркуляция поднимала богатую CO₂ глубинную воду к поверхности, высвобождая парниковый газ в атмосферу и ускоряя потепление. «Как только этот процесс запускается, конец холодной фазы приближается», — говорит Меклер.

Наличие пяти пиков опала в керне, совпадающих с окончанием холодных фаз, указывает на ключевую роль изменений океанической циркуляции в завершении ледниковых периодов. Связь с другими данными кернов также свидетельствует, что цветение диатомей было крупномасштабным событием. «Наши выводы явно противоречат широко принятой «ветровой гипотезе» и поддерживают менее устоявшуюся до сих пор гипотезу», — подчеркивает Меклер.