Вдвое больше углерода поступает с суши в океан, чем считалось ранее

Ежегодно 600–900 миллионов тонн углерода попадают в океан через реки в виде частиц или в растворенной форме. Однако давно известно, что это не отражает полного объема переноса углерода с суши в океан. Оставшиеся источники, такие как богатые углеродом прибрежные экосистемы (например, мангровые леса) и сброс грунтовых вод в океан, до сих пор было крайне сложно измерить.

Новое исследование, опубликованное в журнале Global Biogeochemical Cycles под руководством доктора Ын Ён Квон из Центра климатической физики Института фундаментальных наук (IBS) в Южной Корее, дает новые оценки этой неуловимой составляющей глобального углеродного цикла. В работе использовано существование двух стабильных изотопов углерода, ¹²C и ¹³C, последний из которых немного тяжелее из-за дополнительного нейтрона в ядре. Соотношение концентраций этих изотопов (δ¹³C) позволяет отслеживать углерод через различные компоненты цикла: атмосферу, океаны, речные системы и биосферу. Зная типичное значение δ¹³C для наземной биосферы и прибрежной растительности, можно определить, как это значение разбавляется в океанах. «Значения изотопов углерода действуют как невидимый краситель, который говорит нам об источнике происхождения и первоначальном количестве выбросов», — поясняет ведущий автор работы доктор Квон.

Используя океанические данные по δ¹³C и оценки океанических течений, команда доктора Квон рассчитала, сколько углерода должно поступать с суши, чтобы объяснить наблюдаемые значения. Расчёты осложняются тем, что углерод также может осаждаться в глубоководные отложения или дегазировать в атмосферу, а сжигание ископаемого топлива изменяет δ¹³C в атмосфере и, в конечном итоге, в океане.

Учёт этих факторов принёс неожиданный результат: перенос углерода с суши в океан оказался значительно выше и составляет 900–1900 миллионов тонн в год. Большая часть этого неречного потока (около 300–1300 миллионов тонн углерода в год) происходит вдоль побережий Индийского и Тихого океанов. «Это согласуется с идеей, что сброс грунтовых вод и прибрежные экосистемы, так называемый голубой углерод, играют фундаментальную роль в глобальном углеродном цикле», — отмечает доктор Квон.

Одним из остающихся открытых вопросов является то, какие океанические процессы ответственны за перенос растворенного углерода из прибрежных зон в открытый океан, где часть его возвращается в атмосферу. «Этим вопросом мы займемся в будущем с помощью серии новых модельных экспериментов в системе Земля, которые мы только что провели на нашем суперкомпьютере Aleph», — говорит соавтор исследования Аксель Тиммерманн, директор Центра климатической физики IBS.