Земная прецессия «готовит ужин» для морских организмов

Циклическое колебание оси вращения Земли контролирует выработку питательного вещества, необходимого для здоровья океана. К такому выводу пришло новое исследование, опубликованное в журнале Nature. Открытие факторов, управляющих этим питательным веществом, известным как «фиксированный» азот, позволяет понять, как океан регулирует собственную систему жизнеобеспечения, что, в свою очередь, влияет на климат Земли и размеры морских рыбных промыслов.

Исследователи из Принстонского университета и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) сообщают, что за последние 160 000 лет фиксация азота возрастала и снижалась в ритме, точно совпадающем с изменением ориентации земной оси, или осевой прецессией. Этот цикл длится около 26 000 лет и возникает из-за небольшого «колебания» Земли при вращении, подобно волчку. Работы 1980-х годов показали, что прецессия приводит к регулярному подъёму глубинных вод в экваториальной Атлантике примерно каждые 23 000 лет. Этот апвеллинг выносит на поверхность воду, бедную азотом, но богатую фосфором, что создаёт идеальные условия для цианобактерий, способных фиксировать атмосферный азот в биологически доступной форме.

Полученные данные указывают на устойчивость резервуара фиксированного азота в океане и способность морской биосферы восстанавливаться даже после самых драматических экологических изменений. «Изучая реакцию фиксации азота на различные изменения окружающей среды в прошлом Земли, мы обнаружили связи, которые, вероятно, обеспечивают восстановление уровня фиксированного азота в океане», — отмечает соавтор работы Дэниел Сигман. Это говорит об относительно стабильном резервуаре питательных веществ и продуктивности океана в долгосрочной перспективе.

Учёные реконструировали историю фиксации азота в Северной Атлантике, измерив соотношение изотопов азота-15 и азота-14 в раковинах фораминифер из карибских донных отложений. Полученная картина изменений точно соответствовала истории осевой прецессии и связанного с ней апвеллинга. При этом колебания фиксации азота не коррелировали с историческими данными о температуре воды или уровне железа — другого ключевого питательного вещества. «Наши результаты позволяют предположить, что именно этот апвеллинг был доминирующим фактором, влияющим на фиксацию азота», — заключил Сигман.