Океаническая пищевая сеть — ключевое звено глобального цикла углерода

В новом исследовании, опубликованном в журнале Global Biogeochemical Cycles, океанограф Дэвид Сигел и его коллеги из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре представили новую модель для оценки глобального экспорта углерода в океане. Модель уникальна тем, что впервые учитывает жизненный цикл фитопланктона и зоопланктона — основы пищевой цепи — и использует для расчетов спутниковые наблюдения, включая данные о чистой первичной продукции (NPP).

Исследователи сосредоточились на работе биологического насоса океана — процессе, который перемещает органический углерод из освещенной эвфотической зоны в глубины за счет погружения частиц, в основном фекалий зоопланктона и агрегатов водорослей. Там углерод может быть изолирован на срок от сезона до столетий. Модель, основанная на динамике пищевой сети, позволила предсказать средний глобальный поток экспорта углерода в 6 петаграмм (Pg) в год — величина, сопоставимая с годовыми глобальными выбросами от сжигания ископаемого топлива (~9 Pg/год).

«Мы создали первый шаг к мониторингу силы и эффективности биологического насоса с использованием спутниковых наблюдений, — отметил Сигел. — Подход уникален, поскольку предыдущие методы были эмпирическими и не учитывали динамику океанической пищевой сети». По словам ученых, количественная оценка этого потока углерода критически важна для прогнозирования реакции атмосферы на изменение климата, поскольку океаны играют центральную роль в глобальном цикле углерода, накапливая, транспортируя и преобразуя его компоненты.

«Имеет значение размер планктона и то, как энергия течет в пищевой сети. Это действительно вопрос "кто кого ест", но также и понимания биомассы и продуктивности каждого звена», — пояснил Сигел. В настоящее время исследователи планируют масштабную полевую программу, чтобы лучше понять, в каких режимах работает биологический насос, что необходимо для понимания судьбы углерода, включая выбросы от сжигания топлива.