Ученые исследуют обширный резервуар растворенного органического вещества в океанах

В океанах, от поверхности до глубоководных желобов, накапливается невидимая смесь молекул — растворенное органическое вещество (DOM). Каждый литр морской воды содержит в среднем один миллиграмм этих водорастворимых углеродных соединений. Экстраполируя на весь объем океанов, это означает, что в DOM хранится около 700 миллиардов тонн углерода — больше, чем во всех живых организмах на суше и в море вместе взятых, и примерно столько же, сколько CO₂ в атмосфере.

Часть этого гигантского резервуара углерода невероятно долговечна. «Самые старые молекулы имеют возраст более 10 000 лет», — отмечает профессор Торстен Диттмар. Эти соединения помогают предотвратить быстрое возвращение части органического углерода океана в атмосферу в виде CO₂. Исследователи полагают, что этот буфер играет важную роль в регуляции естественного содержания CO₂ в атмосфере и, следовательно, глобального климата. Однако точная роль DOM в климатических процессах в масштабах столетий и тысячелетий до сих пор неизвестна, и оно не учитывается в современных климатических моделях.

Благодаря применению сверхвысокого разрешения масс-спектрометрии ученые выявили огромное молекулярное разнообразие DOM: в каждом литре морской воды содержатся миллионы различных веществ. Исследования показывают, что долгоживущие вещества, вероятно, являются молекулярными отходами ферментативных процессов разложения, осуществляемых микроорганизмами. Согласно одной из гипотез, их накопление связано не с тем, что микробы не могут их переработать, а со сложной сетью взаимодействий, где каждый организм, потребляя одно вещество, выделяет несколько новых, все более разбавленных и трудных для усвоения.

Сейчас ключевая задача — понять, как процессы, изученные в мелком масштабе, влияют на глобальный цикл углерода. Моделирование, учитывающее такие факторы, как нехватка питательных веществ в субтропических водах, уже помогает объяснить распределение крупных углеродных резервуаров DOM в Мировом океане. Поскольку размер этого пула углерода колоссален, даже небольшие изменения могут существенно повлиять на способность океана хранить CO₂.