Крошечные морские организмы, отсутствующие в климатических моделях, могут быть ключом к углеродному будущему Земли

Новый обзор, опубликованный в Science международной группой под руководством Института экологической науки и технологий Автономного университета Барселоны (ICTA-UAB), показывает, что кальцифицирующий планктон (кокколитофориды, фораминиферы и крылоногие моллюски), играющий ключевую роль в углеродном цикле, чрезмерно упрощен в климатических моделях, прогнозирующих будущее планеты. Эти организмы создают микроскопические раковины из карбоната кальция (CaCO₃), что критически важно для цикла углерода в океане.

Игнорирование этих организмов в современных моделях может привести к недооценке ключевых процессов глобального углеродного цикла и способности океана реагировать на изменение климата. Эти организмы влияют на химию морской воды и способствуют переносу углерода из атмосферы в глубины океана, помогая регулировать климат Земли.

Авторы показывают, что значительная часть карбоната кальция никогда не достигает морского дна. Вместо этого большая его доля растворяется в верхних слоях океана — процесс, известный как «мелководное растворение». Этот процесс, обусловленный биологическими взаимодействиями, такими как хищничество, агрегация частиц и микробное дыхание, существенно изменяет химию океана, но по большей части отсутствует в ключевых моделях системы Земли (например, CMIP6), используемых для глобальных климатических оценок.

Исследование подчеркивает уникальные черты разных групп кальцифицирующего планктона, которые определяют их географическое распространение, экологическую роль и уязвимости. Кокколитофориды, основные производители CaCO₃, особенно чувствительны к закислению, поскольку у них нет специализированных механизмов для удаления кислоты из клеток. Фораминиферы и крылоногие моллюски имеют такие механизмы, но сталкиваются с другими угрозами, от потери кислорода до потепления вод.

В статье содержится призыв к срочным усилиям по лучшему количественному учету группоспецифичного производства, растворения и экспорта карбоната кальция и включению этих динамик в климатические модели. Это позволит получить более точные прогнозы обратных связей океан-атмосфера, секвестрации углерода и даже интерпретации данных осадочных пород, используемых для реконструкции климатов прошлого.

«Раковины планктона крошечные, но вместе они формируют химию наших океанов и климат нашей планеты, — говорит ведущий автор исследования Патриция Зивери. — Исключая их из климатических моделей, мы рискуем упустить фундаментальные процессы, определяющие реакцию системы Земли на изменение климата». Исследователи заключают, что устранение этих пробелов в знаниях критически важно для разработки нового поколения климатических моделей, которые лучше отражают биологическую сложность океанов.