Глубоководные кораллы раскрывают причину снижения атмосферного углерода в холодные периоды

Новое исследование международной команды ученых выявило один из механизмов, благодаря которому более холодный климат прошлых ледниковых периодов сопровождался снижением концентрации CO₂ в атмосфере. Анализируя химический состав более 10 000 ископаемых глубоководных кораллов Desmophyllum dianthus, собранных в проливе Дрейка, исследователи установили связь между климатом и эффективностью "биологического насоса" океана.

Работа, опубликованная в онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences, важна для понимания естественных циклов климата и реакции океана на антропогенные выбросы CO₂. За последний миллион лет атмосферная концентрация CO₂ колебалась между 180 и 280 ppm, синхронно с изменениями глобальной температуры. Во время последнего ледникового периода, закончившегося около 11 000 лет назад, температура была на 5 °C ниже, а CO₂ составлял 180 ppm.

"Критически важно понять, почему концентрация атмосферного CO₂ была ниже в ледниковые периоды. Это поможет нам понять, как океан отреагирует на продолжающиеся антропогенные выбросы CO₂", — говорит ведущий автор исследования Синчен (Тони) Ван. Ключевым открытием стало то, что в холодные периоды эффективность биологического насоса — процесса поглощения CO₂ фитопланктоном и последующего захвата углерода в глубинах океана — в Южном океане увеличивалась.

Ученые проанализировали соотношение изотопов азота-14 (¹⁴N) и азота-15 (¹⁵N) в скелетах кораллов, которые служат архивом химического состава океана. Более высокое содержание ¹⁵N в ископаемых, соответствующих ледниковому периоду, указывает на более полное потребление фитопланктоном питательных веществ (азота и фосфора) в поверхностных водах. Это свидетельствует о большей биомассе и более эффективной работе биологического насоса. Исследователи предполагают, что более сильные ветры в холодном климате приносили больше железа с континентов, что стимулировало рост фитопланктона в Южном океане, где этот элемент является лимитирующим фактором.