Значительная часть растворенного углерода в Северном Ледовитом океане имеет наземное происхождение, показало исследование

Изменение климата и связанное с ним повышение температур приводят к таянию всё большего количества вечной мерзлоты в Арктике. Эта растворенная материя содержит большое количество органического углерода, который попадает в центральную часть Северного Ледовитого океана.

В новом исследовании ученые под руководством Института Альфреда Вегенера (AWI) количественно оценили, сколько наземного органического вещества накапливается в центральной части Северного Ледовитого океана. Используя химические "отпечатки пальцев", они смогли оценить скорость его разложения, приводящего к выделению дополнительного CO₂ в океан. Эти результаты являются важной основой для прогнозирования того, как поступление вещества с суши влияет на арктические морские экосистемы и способность океана накапливать CO₂ в условиях потепления климата. Результаты опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Таяние вечной мерзлоты высвобождает древний углерод

При таянии вечной мерзлоты в Арктике высвобождается очень старое органическое вещество растений, микроорганизмов или животных, содержащее углерод, который был заморожен в почве в течение сотен или тысяч лет. Реки транспортируют этот материал в Северный Ледовитый океан, где он растворяется и превращается в "растворенное органическое вещество (DOM)".

Исследование показывает, что около 16% всего растворенного органического углерода в центральной части океана имеет наземное происхождение, причем значительная его часть сохраняется даже в глубоких водах. Это говорит о том, что часть наземного органического вещества химически стабильна и может переноситься из центральной Арктики в Североатлантические глубинные воды, связывая арктические процессы с глобальным углеродным циклом.

Ежегодно около 39 миллионов тонн наземного углерода транспортируются из Арктики в Атлантику с поверхностным течением — Трансполярным дрейфом. По мере ускорения потепления в Арктике ожидается увеличение поступления наземного органического вещества, что может изменить цикл углерода и другие биогеохимические процессы.

Инновационные методы раскрывают путь углерода

Для анализа исследователи совместно с Центром Гельмгольца по исследованию окружающей среды (UFZ) разработали новый аналитический подход. Они использовали сверхвысокое разрешение масс-спектрометрии с преобразованием Фурье (FT-ICR MS) для анализа проб морской воды, собранных во время экспедиции MOSAiC в 2019/2020 гг.

"Этот метод позволил нам идентифицировать и количественно определить тысячи индивидуальных органических молекулярных формул в морской воде и отличить, имеют ли они океаническое или наземное происхождение", — говорит доктор Сяньюй Конг, ученый из AWI и первый автор исследования.