Роботизированные буи открывают новый взгляд на здоровье океана и глобальный углеродный цикл

Новое исследование в Nature Geoscience, проведенное старшим научным сотрудником MBARI Кеном Джонсоном и бывшим постдоком MBARI Марианой Биф, показало, как флот роботизированных буев может революционизировать наше понимание первичной продуктивности океана в глобальном масштабе. Данные, собранные этими буями, позволят ученым точнее оценивать поток углерода из атмосферы в океан и проливают новый свет на глобальный углеродный цикл.

Изменения в продуктивности фитопланктона могут иметь серьезные последствия, влияя на способность океана хранить углерод и изменяя пищевые сети. В условиях меняющегося климата понимание роли океана в изъятии и долгосрочном хранении углерода критически важно. Фитопланктон, преобразуя CO₂ в органическое вещество, не только поддерживает пищевые цепи, но и запускает биологический углеродный насос океана, который захоранивает углерод в глубинных водах и осадках.

"На основе несовершенных компьютерных моделей мы предсказывали, что первичная продукция морского фитопланктона снизится в более теплом океане, но у нас не было способа проводить глобальные измерения для проверки моделей. Теперь он есть", — заявил Кен Джонсон. Автономные буи проекта Biogeochemical-Argo (BGC-Argo), измеряющие температуру, соленость, кислород, pH, хлорофилл и питательные вещества, дают ученым возможность наблюдать за первичной продукцией по площади, глубине и времени.

Новаторский подход к анализу данных с примерно 300 буев, всплывающих в разное время суток, позволил Джонсону и Биф реконструировать суточный цикл кислорода (подъем днем за счет фотосинтеза и снижение ночью за счет дыхания) и впервые количественно измерить глобальную первичную продуктивность, а не смоделировать ее. Расчеты показали, что фитопланктон производит около 53 петаграмм углерода в год, что близко к оценке последних компьютерных моделей (52 петаграмма). Эти данные подтвердили современные биогеохимические модели и помогут их лучше калибровать.

"Мы пока не можем сказать, меняется ли первичная продуктивность океана, потому что наш временной ряд слишком короток, — отметила Мариана Биф. — Но он устанавливает текущий базовый уровень, от которого можно будет отслеживать будущие изменения". Данные с буев BGC-Argo уже играют ключевую роль в таких проектах, как SOCCOM и GO-BGC Array, предоставляя информацию, необходимую для мониторинга воздействия потепления и закисления океана на морскую жизнь.