Вулканический пепел как источник питательных веществ: как извержение Хунга-Тонга повлияло на экосистемы южной части Тихого океана

Извержение Хунга-Тонга — Хунга-Хаапай в январе 2022 года выбросило около 2,9 миллиарда тонн вулканического материала в атмосферу и акваторию южной части Тихого океана. В начале 2022 года научная экспедиция GEOTRACES GP21 исследовала влияние этого грандиозного события на биогеохимию поверхностных вод Южного Тихоокеанского круговорота. Учёные сосредоточились на изменениях концентрации микроэлементов в океане и их влиянии на морскую жизнь. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.

Для анализа использовали комбинацию компьютерного моделирования и анализа проб воды, собранных в феврале-апреле 2022 года. Модель NOAA HYSPLIT показала, что основным районом осаждения пепла стала западная часть Южного Тихоокеанского круговорота. Анализ изотопов неодима и концентраций редкоземельных элементов в пробах воды подтвердил значительный вулканический вклад именно в этом регионе.

Исследователи идентифицировали значительные количества таких микроэлементов, как железо и неодим, которые в норме попадают в океан в минимальных количествах с атмосферной пылью. Извержение высвободило дополнительно 32 000 тонн железа и 160 тонн неодима. Количество железа эквивалентно годовому поступлению в регион, а неодима — годовому глобальному поступлению. Одновременно были зафиксированы повышенные концентрации хлорофилла-а в поверхностных водах, что указывает на усиленный рост фитопланктона.

Высвобожденные микроэлементы, особенно железо, действуют как питательные вещества, стимулирующие рост фитопланктона. Фитопланктон играет ключевую роль в глобальном углеродном цикле, поглощая CO₂ из атмосферы. Увеличение биологической продуктивности может улучшить способность океана поглощать CO₂, что может иметь долгосрочное влияние на климат. Учёные оценивают, что выброс железа от извержения Хунга-Тонга сопоставим с «удобрением» от извержения вулкана Пинатубо в 1991 году, после которого было зафиксировано замедление роста атмосферного CO₂ на 1,5 ppm.