Микроскопические морские организмы создают парашютоподобные слизистые структуры, замедляющие поглощение CO₂ из атмосферы

Новое исследование под руководством учёных из Стэнфорда выявило скрытый фактор, который может изменить наше понимание того, как океаны смягчают изменение климата. Работа, опубликованная 11 октября в журнале Science, описывает ранее невидимые слизистые "парашюты", производимые микроскопическими морскими организмами. Эти структуры значительно замедляют их погружение, тормозя процесс, критически важный для удаления углекислого газа из атмосферы.

Это неожиданное открытие предполагает, что предыдущие оценки потенциала океана по секвестрации углерода могли быть завышены. В то же время оно открывает путь к улучшению климатических моделей и информированию политиков, стремящихся замедлить изменение климата.

Биологический насос

Морской снег — смесь мёртвого фитопланктона, бактерий, фекальных пеллет и других органических частиц — поглощает около трети антропогенного углекислого газа из атмосферы и транспортирует его на дно океана, где он хранится тысячелетиями. Однако точный механизм погружения этих хрупких частиц оставался загадкой.

Исследователи разгадали её с помощью необычного изобретения — вращающегося микроскопа, разработанного в лаборатории старшего автора работы Ману Пракаша. Этот прибор движется вместе с организмами внутри него, симулируя вертикальное перемещение на бесконечные расстояния и эмулируя условия океана, такие как температура, свет и давление.

За последние пять лет учёные использовали свои микроскопы в экспедициях по всем основным океанам мира. В ходе недавней экспедиции в залив Мэн они собрали морской снег с помощью ловушек и быстро проанализировали процесс его погружения.

Результаты ошеломили исследователей. Они показали, что морской снег иногда создаёт парашютоподобные слизистые структуры, которые эффективно удваивают время, которое организмы проводят в верхних 100 метрах океана. Это продолжительное зависание увеличивает вероятность того, что другие микробы разложат органический углерод в частицах морского снега и преобразуют его обратно в легкодоступную форму, тем самым задерживая поглощение CO₂ из атмосферы.

"Теория говорит вам, как выглядит поток вокруг маленькой частицы, но то, что мы увидели на корабле, было совершенно иным", — сказал ведущий автор исследования Рахул Чайва. Эта работа подчёркивает важность наблюдений в естественной среде.

Исследователи работают над уточнением своих моделей, интеграцией данных в модели планетарного масштаба и публикацией открытого набора данных из шести глобальных экспедиций — крупнейшего в мире набора прямых измерений седиментации морского снега. Хотя открытие вносит коррективы в представления о переломных моментах в океанской секвестрации, учёные сохраняют оптимизм, обнаружив и процессы, которые потенциально могут ускорить этот процесс.