Органическое вещество ледников и круговорот углерода

Международная группа исследователей под руководством Тома Баттина из Департамента лимнологии Венского университета раскрыла роль альпийских ледников в круговороте углерода. Учёные обнаружили неожиданную биогеохимическую сложность растворённого органического вещества, законсервированного в ледниках, и изучили его судьбу в углеродном цикле ледниковых ручьёв. Их статья, опубликованная в Nature Geoscience, расширяет текущие знания о важности исчезающей криосферы для биогеохимии.

Учёные проанализировали биогеохимический состав растворённого органического вещества в 26 ледниках Австрийских Альп. С помощью масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения были идентифицированы тысячи органических соединений. Радиоуглеродный анализ показал, что возраст органического углерода в лёд составляет несколько тысяч лет. Исследователи впервые смогли соотнести на уровне отдельных соединений радиоуглеродный возраст и биодоступность углерода для микробных гетеротрофов в ледниковых ручьях.

Биогеохимия ледникового органического вещества оказалась неожиданно разнообразной. Доминируют фенольные соединения, происходящие из сосудистых растений или почвы, а также пептиды и липиды, потенциально образованные микроорганизмами, обитающими во льду. Продукты сгорания ископаемого топлива, напротив, вносят лишь незначительный вклад. Значительная часть этих растительных соединений, несмотря на возраст в несколько тысяч лет, является биодоступной. Это противоречит общепринятым представлениям о взаимосвязи возраста и биодоступности органического вещества и подчёркивает роль ледников как «морозильников», сохраняющих органику как ресурс для микробных гетеротрофов.

Высвобождаясь, ледниковое органическое вещество может стимулировать гетеротрофный метаболизм в ледниковых ручьях, которые часто бедны источниками энергии. Таким образом, микроорганизмы в этих ручьях могут окислять древний органический углерод, который в конечном итоге покидает водотоки в виде CO₂, поступая в атмосферу. Эти данные проливают новый свет на роль горных ледников в углеродном цикле.