Североатлантические течения играют большую роль в поглощении углерода, чем считалось ранее

Океан улавливает углерод через два основных механизма: биологический насос и физический насос, связанный с океаническими течениями. Французским исследователям удалось количественно оценить роль этих двух насосов в одном из районов Северной Атлантики. Вопреки ожиданиям, физический насос в этом регионе может быть в среднем почти в 100 раз мощнее биологического. Опуская массы охлажденной и обогащенной углеродом воды, океаническая циркуляция играет решающую роль в глубоком секвестрировании углерода в Северной Атлантике. Результаты опубликованы в Journal of Geophysical Research.

Океан поглощает около 30% углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу в результате деятельности человека, и вместе с наземной биосферой является основным поглотителем углерода. Много исследований посвящено пониманию естественных механизмов, регулирующих этот сток. С одной стороны, существует биологический насос: растворенный в воде CO₂ сначала используется для фотосинтеза фитопланктона, микроскопических организмов, которые размножаются в верхнем слое океана. Затем вступает в действие пищевая цепь, и часть этого углерода, опускаясь на глубину в виде органических отходов, завершает свой цикл в донных отложениях. С другой стороны, физический насос посредством океанической циркуляции опускает поверхностные воды, содержащие растворенный CO₂, в более глубокие слои, тем самым изолируя газ от обмена с атмосферой.

На основе данных, собранных в конкретном районе Северной Атлантики в ходе кампаний POMME, исследователи смогли реализовать высокодетальные численные модели. Это позволило им впервые провести точный бюджет поглощения углерода для физического и биологического насосов и количественно оценить их вклад. Результаты показывают, что в этом районе биологический насос поглощает лишь ничтожную долю углерода — около одной сотой. Таким образом, углерод в основном улавливается физическим насосом, который оказывается почти в сто раз эффективнее. В этом месте океаническая циркуляция опускает углерод в растворенной органической и неорганической форме на глубины от 200 до 400 метров вместе с водными массами, сформированными у поверхности.

Ключевая роль физического насоса в Северной Атлантике ранее не была количественно оценена. Его важность поднимает множество вопросов: как долго углерод, транспортируемый физическим насосом, остается захваченным на глубине? Наблюдается ли такое же соотношение между насосами в других океанических регионах планеты? И, наконец, как этот механизм будет эволюционировать с изменением климата, которое влияет как на физические, так и на биологические процессы?