Биологи разработали новый способ оценки содержания углерода в океане

Новое исследование Университета Южной Калифорнии (USC) проливает свет на роль океанических микробов, что имеет важные последствия для понимания глобального потепления. Исследование, опубликованное во вторник в Proceedings of the National Academy of Sciences, предлагает универсальный метод учёта, позволяющий измерить, как углеродсодержащее вещество накапливается и циркулирует в океане. Новая вычислительная модель примиряет конкурирующие теории и объясняет, как океаны регулируют органический углерод во времени.

«Океан — это огромный резервуар углерода, способный смягчать или усиливать глобальное потепление», — заявила Наоми Левин, старший автор исследования и доцент кафедры биологических наук в USC Dornsife College. Цикл углерода критически важен для понимания глобального климата, поскольку он определяет температуру, которая, в свою очередь, формирует климат и погодные условия.

Процессы, управляющие накоплением органического вещества — разлагающейся материи растений и животных, — являются ключевыми для углеродного цикла Земли. Однако у учёных не было эффективных инструментов для прогнозирования того, когда и как это вещество накапливается, что затрудняет создание точных компьютерных моделей для прогнозирования потепления.

Новая модель от USC позволяет оценить увеличение органического углерода в океане, учитывая разнообразие типов микробов, температуру воды, питательные вещества, скорость размножения, солнечный свет, глубину океана и другие факторы. Она способна объяснить, почему углерод накапливается в одних условиях, но потребляется микробами в других, предоставляя более полную картину экологической динамики.

«Мы показываем, что накопление углерода можно предсказать с помощью этой вычислительной модели», — отметила соавтор исследования Эмили Закем.

Инструмент также можно использовать для моделирования прошлых условий океана, чтобы понять, что может ожидать планету по мере её потепления. Модель подтверждает, что по мере нагревания океана микробы будут потреблять больше органического вещества и повторно выделять его в виде CO₂, что в конечном итоге увеличит концентрацию углерода в атмосфере и усилит потепление. Это явление может происходить быстро и нелинейно после достижения определённого порога.

«Это говорит о том, что изменения климата, такие как потепление, могут привести к значительным изменениям в запасах органического углерода», — заключила Левин. Новый инструмент теоретически применим и для моделирования движения углерода в почве и осадках на суше.