Первое в своем роде исследование влияния планктона на углеродный цикл Земли

Четыре ученых из Университета Род-Айленда в составе международной экспедиции из 100 исследователей отправились в месячный рейс для изучения микроскопических организмов в глубинах океана. Эти организмы играют критическую роль в удалении углекислого газа (CO₂) из атмосферы Земли.

Крупномасштабная многолетняя программа EXPORT Processes in the Ocean from Remote Sensing (EXPORTS) под руководством NASA и при финансировании Национального научного фонда США — это первое в своем роде исследование планктона и его влияния на глобальный углеродный цикл. Полученные данные крайне важны для климатического моделирования. Ученые также изучат влияние фитопланктона на оптические свойства поверхности океана, что является основой для интерпретации спутниковых данных. Совмещение результатов EXPORTS со спутниковой информацией позволит лучше понять процессы в глубинах океана и их влияние на углеродный цикл.

Научная группа отправилась на 200 миль к западу от Сиэтла в северную часть Тихого океана на судах Roger Revelle и Sally Ride. С помощью подводных роботов и других инструментов они исследуют глубины до 800 метров — «сумеречную зону», куда почти не проникает солнечный свет. В этой зоне углерод, произведенный планктоном, может удерживаться в течение десятилетий или даже тысяч лет, не попадая в атмосферу.

«Продолжающееся изучение океана, его экосистем и их контроля над углеродным циклом с помощью передовых технологий в рамках EXPORTS предоставит беспрецедентный взгляд на невидимый мир Земли», — заявила Паула Бонтемпи, научный руководитель программы EXPORTS в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. Цель NASA — связать биологические и биогеохимические процессы в океане с данными будущих спутниковых миссий, экстраполируя результаты этой экспедиции на глобальный масштаб.

Особый интерес для исследователей представляет фитопланктон — дрейфующие одноклеточные растительные организмы. Они играют ключевую роль в климате, удаляя CO₂ из атмосферы посредством фотосинтеза. Их изобилие и высокая продуктивность делают фитопланктон идеальной пищей для зоопланктона. Однако детальная судьба этого углерода — сколько его, куда он перемещается и как долго удерживается — остается загадкой для науки.

Одна из задач исследования — улучшить понимание планктона через генетику. Ученые, включая Татьяну Ринерсон, будут идентифицировать различные виды фито- и зоопланктона по их ДНК, определяя, какие виды находятся на поверхности, какие опускаются и какие живут в глубине. «По сути, мы пытаемся выяснить, кто там есть, что они делают и сколько углерода проходит через эти разные виды», — пояснила Ринерсон. Генетические данные будут связаны с оптическими измерениями для создания оптических индикаторов ключевых свойств экосистемы, что в перспективе позволит связать процессы экспорта углерода со спутниковыми измерениями.