Неожиданное взаимодействие океанских течений и бактерий
Впервые исследователям удалось продемонстрировать взаимодействие океанских течений и бактерий. Это неожиданное взаимодействие приводит к образованию огромных объемов газообразного азота в Тихом океане. Процесс происходит в одной из крупнейших в мире бескислородных водных масс — и такие зоны расширяются. В конечном итоге это может ослабить способность океана поглощать CO₂.
В мире существует три обширные бескислородные водные массы, называемые кислородными минимум-зонами (Oxygen Minimum Zones, OMZ). В этих зонах микробы производят атмосферный азот — газ, составляющий почти 80% атмосферы Земли. Исследователи из Университета Южной Дании сообщают, что обнаружили причину огромного производства азота в крупнейшей из трёх OMZ, расположенной в Тихом океане у побережья Чили и Перу. Азот производится постоянным потоком бактерий, которые в процессе питания выделяют большое количество азота.
«Бактерии перемещаются с океаническим течением, которое идёт от экватора к Южному полюсу. На пути на юг бактерии очищают воду от аммиака, который они поглощают и превращают в азот в Кислородной минимум-зоне», — объясняют учёные, постдок Лорето Де Брабандере и профессор Бо Тамдруп из Северного центра эволюции Земли при Университете Южной Дании.
Исследование показало, что в западной части Тихого океана у Новой Зеландии тяжёлая и богатая питательными веществами вода опускается ниже поверхности и начинает течь как подводное течение: сначала к экватору и вдоль него, а затем меняет курс и направляется на юг, приближаясь к побережью Южной Америки. В ходе этого долгого путешествия кислород исчезает из воды течения, и у побережья Перу и Чили «голодные» бактерии приступают к работе.
«Голодные» бактерии в океаническом течении с экватора называются анаммокс-бактериями (anammox bacteria); они получают энергию для роста, позволяя нитриту реагировать с аммиаком с образованием газообразного азота. Анаммокс-бактерии и их влияние на глобальный цикл азота были открыты всего несколько лет назад.
Учёные удивлены, что именно этот тип бактерий ответственен за производство азота в гигантской Кислородной минимум-зоне Тихого океана. «В других зонах мы обнаруживаем, что ответственен другой тип бактерий, производящих азот, а именно так называемые денитрифицирующие бактерии», — говорит Лорето Де Брабандере.
Если бы анаммокс-бактерии не приходили с океаническими течениями вдоль побережья Южной Америки, в океанах в целом производилось бы значительно меньше азота. Денитрифицирующие бактерии, вероятно, никогда не смогли бы найти достаточно питательных веществ для производства такого же количества азота.
«Однако есть признаки того, что Кислородные минимум-зоны по всему миру расширяются, и это может привести к увеличению производства атмосферного азота. Увеличение выбросов азота приводит к сокращению количества водорослей в воде, а значит, меньше пищи для морских микроорганизмов. В конечном итоге это означает меньше пищи для рыб», — объясняет Бо Тамдруп.
Расширяющиеся Кислородные минимум-зоны также могут ослабить способность океана поглощать CO₂, объясняет Лорето Де Брабандере: «Это даёт больше возможностей бактериям, потребляющим нитраты, и, следовательно, для морского планктона становится доступно меньше нитратов. Планктон эффективно поглощает CO₂, и если планктона станет меньше, поглощение CO₂ сократится».