Сообщества молекул растворенного органического вещества изменяются предсказуемо с расстоянием

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Цзяньцзюня из Нанкинского института географии и лимнологии Китайской академии наук создала глобальную карту распределения и изменчивости растворенного органического вещества (DOM) в океанах Земли. Результаты были опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.

Ученые проанализировали более 800 проб, собранных на 124 станциях в Атлантическом, Тихом и Южном океанах, от поверхностных вод до глубин около 5900 метров. С помощью масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения на основе Фурье-преобразования (FT-ICR) они обнаружили, что молекулярные «сообщества» DOM претерпевают предсказуемые изменения: их состав становится более различным по мере увеличения горизонтального или вертикального расстояния между водными массами. Однако эта скорость расхождения значительно замедляется в глубоком океане и на высоких широтах.

Эта закономерность указывает на процесс, который исследователи называют «хемогомогенизацией» — конвергенцию в сторону общего пула долгоживущих молекул в глубоком море. Сигнал прослеживается как для биохимически лабильных, так и для устойчивых классов соединений и обусловлен сочетанием детерминированных факторов (например, температура, соленость, доступность углерода) и стохастических процессов (например, физический перенос).

Исследование также показывает, что на DOM в верхних 200 метрах океана и в средних широтах влияют факторы окружающей среды. Однако на более широких пространственных масштабах наблюдаемая вариативность объясняется чисто пространственными эффектами, согласующимися с ограничением рассеивания и неизмеренными переменными.

«Потепление, вероятно, усилит горизонтальную гомогенизацию, но ослабит вертикальное перемешивание, особенно на высоких широтах, — сказал профессор Ван. — Это может усилить роль глубокого океана как поглотителя углерода, сохраняя больше органических молекул с течением времени».

Полученные результаты устанавливают новую теоретическую хемогеографическую основу, предлагая инструмент для прогнозирования реакции океанического хранения углерода на изменение климата.