Вихри Гольфстрима как источник железа

Исследователи из ETH случайно обнаружили, что вихри Гольфстрима богаты железом и переносят этот важный микроэлемент в бедный железом Северо-Атлантический круговорот. До этого открытия считалось, что эта часть океана получает железо в основном из пыли Сахары.

Микроскопические морские организмы, такие как цианобактерии, нуждаются в больших количествах микроэлементов, включая железо, которого в мировом океане часто не хватает. Это особенно характерно для обширных районов Северной Атлантики, включая крупный Северо-Атлантический круговорот между Северной Америкой, Канарскими островами, Карибским бассейном и Гольфстримом.

Теперь геохимики ETH Тим Конвей и Грегори де Соуза обнаружили другой источник: холодную, богатую железом воду с континентального склона Северной Америки. Она захватывается меандрами Гольфстрима и выносится в Северо-Атлантический круговорот. Их исследование было недавно опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Эти «водные карманы» видны на поверхности океана как круговые вихри диаметром до 200 километров. Под ними находятся цилиндрические колонны, уходящие на глубину до 1000 метров и вращающиеся против часовой стрелки. Они существуют около двух лет, постепенно замедляя вращение и смешиваясь с водой круговорота, обогащая её железом. Количество железа из этого источника, вероятно, сопоставимо с поступлением от пыли Сахары, поскольку вихри Гольфстрима образуются постоянно, а пыльные бури обычно кратковременны.

Исследователи обнаружили эти вихри случайно, изучая опубликованные данные о концентрациях железа и цинка в морской воде. В одном месте близ Гольфстрима они заметили аномально высокие концентрации железа у поверхности, характерные для прибрежных вод, и поняли, что судно случайно отобрало пробы в таком вихре.

Для количественной оценки исследователи привлекли специалиста по океанической циркуляции. Анализ спутниковых данных показал, что в среднем от Гольфстрима отделяется 7–8 вихрей в год. На основе этого было оценено количество переносимого ими железа — вероятно, около 15% от поступления с пылью Сахары. Однако прямое сравнение затруднено из-за недостатка данных, в частности, неясно, сколько железа из пыли действительно растворяется в воде. Диапазон вклада вихрей может составлять от 3 до 75% от пылевого источника.

Железо, цинк и другие микроэлементы необходимы для жизни планктона и микроорганизмов открытого океана. Цианобактерии, которых много в Северо-Атлантическом круговороте, играют ключевую роль в глобальных циклах углерода и азота. Изменения в схемах океанической циркуляции могут повлиять на распределение микроэлементов. Важно понимать их источники, поскольку климатические изменения способны повлиять на пути основных океанических течений, что, в свою очередь, может затронуть продуктивность океанов.