Дышащий песок: Новая методика измерений обнаруживает поступление кислорода на дно Северного моря

Новые аналитические методы впервые показали, как проницаемые песчаные отложения на дне Северного моря снабжаются кислородом и какие факторы определяют этот обмен. На основе детального исследования и новой измерительной технологии, описанной исследовательской группой под руководством Центра океанических исследований им. Гельмгольца GEOMAR в Киле, можно будет лучше оценивать оборот органического вещества и питательных веществ на морском дне, а также будущие изменения в этой динамической экосистеме.

Пустыня на дне моря? Несмотря на то, что воды Северного моря обновляются примерно каждые два-три года, есть свидетельства снижения содержания кислорода. Если этого газа растворено в морской воде меньше, организмы на дне и в грунте производят меньше энергии — с последствиями для более крупных существ и биогеохимического круговорота в морской экосистеме. Поскольку в проницаемых песчаных осадках, составляющих две трети Северного моря, питательные вещества, углерод и кислород очень хорошо циркулируют и быстро перерабатываются, измерения скоростей метаболизма здесь особенно сложны. Используя новую технику Aquatic Eddy Correlation, ученые из GEOMAR, Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства им. Лейбница, Университета Южной Дании, Университета Кобленц-Ландау, Шотландского морского института и Орхусского университета смогли продемонстрировать, как кислород перемещается у дна Северного моря. Их методы и результаты представлены в Journal of Geophysical Research: Oceans.

«Так называемая техника "Eddy Correlation" обнаруживает поток кислорода через эти небольшие турбулентности на площади в несколько квадратных метров. Она учитывает как перемешивание осадков живущими в них организмами, так и гидродинамику воды над неровным морским дном», — объясняет доктор Петер Линке, морской биолог из GEOMAR. «Предыдущие методы охватывали лишь короткие периоды или игнорировали важные параметры. Теперь мы можем создать более реалистичную картину». Новый метод также учитывает тот факт, что даже небольшие объекты, такие как ракушки или рябь, созданная волновым воздействием или течениями, способны влиять на кислородный обмен в проницаемых осадках.

«Комбинация традиционных инструментов с техникой "Eddy Correlation" дала нам новое понимание динамики обмена веществами между морской водой и подстилающими отложениями. Разнообразие факторов определяет время и количество доступного кислорода. Течения, снабжающие песчаный осадок кислородом, а также мелкомасштабная морфология морского дна обеспечивают возможность мелким донным организмам перерабатывать углерод или другие питательные вещества. Зависимости настолько сложны, что их можно расшифровать только с помощью специальных методов», — резюмирует доктор Линке. Таким образом, детальные измерения в толще воды и на границе с морским дном, а также модельные расчеты абсолютно необходимы для понимания базовых функций и более точной оценки будущих изменений в круговороте веществ. «С помощью обычных методов, например, мы никогда бы не смогли обнаружить, что рыхлый песчаный осадок хранит кислород, принесенный течениями, в периоды меньшего движения воды и меньшего поступления кислорода».