Плотность океана названа ключевым фактором захвата углерода морским планктоном

Новое исследование, опубликованное в журнале Royal Society Open Science, показало, что изменения плотности океана существенно влияют на скорость, с которой морской планктон включает углерод в свои раковины. Это имеет глубокие последствия для углеродного цикла и способности океана поглощать атмосферный CO₂ в условиях изменения климата.

До сих пор учёные сосредотачивались на влиянии химического состава и закисления океана на биоминерализацию планктона. Работа под руководством доктора Стергиоса Заркогианниса из Оксфордского университета открывает новое направление, выделяя критическую роль физических свойств океана — в частности, плотности. Исследование сфокусировано на виде фораминифер Trilobatus trilobus. Результаты показывают, что этот вид тонко настраивает процесс кальцификации (образования карбонатных раковин) в ответ на изменения плотности и солёности воды. Ключевая причина в том, что T. trilobus, как и другие планктонные фораминиферы, не может активно перемещаться и полагается на силы плавучести, которые зависят от плотности воды, чтобы удерживать положение в водной толще.

Согласно данным, при снижении плотности океана (и уменьшении сил плавучести) T. trilobus снижает кальцификацию, чтобы уменьшить свой вес и не утонуть. В результате поверхностные воды становятся более щелочными, что увеличивает их способность поглощать CO₂. Это имеет важные последствия для изменения климата: таяние ледниковых щитов опресняет океан, снижая его плотность. Уменьшение кальцификации в менее плотной воде, ожидаемое в будущем океане, может усилить щёлочность океана и его способность поглощать CO₂. Для краткосрочных климатических циклов повышенное поглощение CO₂ океаном будет иметь большее влияние, чем сокращение захвата углерода в раковинах фораминифер (который хранится в более длительных циклах).

Доктор Стергиос Заркогианнис заявил: «Наши выводы демонстрируют, как планктонные фораминиферы адаптируют архитектуру своих раковин к изменениям плотности морской воды. Эта естественная регулировка, потенциально влияющая на химию атмосферы на протяжении миллионов лет, подчёркивает сложную взаимосвязь между морской жизнью и глобальной климатической системой». В исследовании анализировались современные (позднего голоцена) окаменелые раковины T. trilobus, собранные в глубоководных отложениях вдоль Срединно-Атлантического хребта. С помощью методов рентгеновской микротомографии и геохимии микроэлементов раковин учёные связали паттерны кальцификации с вариациями солёности, плотности и карбонатной химии. Было установлено, что вид производит более тонкие и лёгкие раковины в экваториальных водах и более толстые, тяжёлые — в более плотных субтропических регионах.