Как глубоководные гидротермальные источники питают массивные цветения фитопланктона

Исследователи из Стэнфордского университета обнаружили подводную "магистраль", позволяющую питательным веществам из недр Земли подниматься к поверхностным водам у побережья Антарктиды и стимулировать взрывной рост микроскопических океанских водорослей. Их исследование, опубликованное 5 июня в журнале Nature Communications, предполагает, что гидротермальные источники — разломы на дне океана, извергающие потоки обогащенной минералами жидкости — могут влиять на жизнь у поверхности океана и глобальный углеродный цикл сильнее, чем считалось ранее.

Это исследование предоставляет первые наблюдательные доказательства того, что железо из глубин Южного океана может превращать обычно бедные этим элементом поверхностные воды в "горячие точки" для фитопланктона. Эти крошечные водоросли поддерживают морскую пищевую сеть, поглощают углекислый газ из атмосферы и производят значительную часть кислорода. По словам ведущего автора Матье Ардины, железо из гидротермальных источников может подниматься, преодолевать сотни миль открытого океана и позволять фитопланктону процветать в неожиданных местах.

Открытие важно, поскольку демонстрирует, насколько тесно могут быть связаны глубинный и поверхностный океан. Исследователи проанализировали два неожиданно крупных цветения, зафиксированных в 2014–2015 годах роботами-поплавками с датчиками в районе, известном дефицитом железа. Исключив обычные источники железа, ученые предположили, что питательные вещества поступают с цепочки гидротермальных источников на срединно-океаническом хребте в 750 милях от места цветения.

Для проверки гипотезы команда использовала данные спутников, автономных буев Argo, измеряющих хлорофилл, и научных рейсов 1990-х годов, зафиксировавших гелий — индикатор влияния гидротермальных источников. Данные свидетельствуют, что мощное течение, огибающее Антарктиду, захватывает поднимающиеся от источников вещества. Два его турбулентных ответвления переносят их на восток в течение одного-двух месяцев, после чего, вместе с приходом весеннего солнца, это "угощение" запускает массивное цветение, способное поглощать значительное количество углерода из атмосферы.

Каждое такое цветение длится немногим более месяца. Ученые полагают, что этот механизм, связанный с разбросанными по всему океанскому дну гидротермальными источниками, может быть более распространенным, чем считалось. Его изучение поможет точнее рассчитывать потоки углерода в мировом океане.