Отслеживание углерода от поверхности океана до сумеречной зоны

В начале мая в северной части Атлантического океана стартовала морская экспедиция, поддержанная NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) и Национальным научным фондом (NSF). Это продолжение аналогичной экспедиции 2018 года в северной части Тихого океана. В кампании 2021 года под названием «Процессы экспорта в океане по данным дистанционного зондирования» (EXPORTS) участвуют 150 ученых и членов экипажа с более чем 30 исследовательских учреждений. Работа ведется с трех судов, которые встретятся в международных водах к западу от Ирландии над абиссальной равниной Поркьюпайн. Ученые развернут 52 высокотехнологичные платформы, включая автономные аппараты, для сбора данных.

Исследование сосредоточено на роли океана в глобальном углеродном цикле. Океан удаляет из атмосферы столько же углерода, сколько и вся наземная растительность. Ученые стремятся детально изучить механизмы биологического насоса океана — процесса долгосрочного захвата углерода из атмосферы и поверхностных вод в глубины океана. Ключевую роль в этом играет фитопланктон. «Это первое всестороннее изучение биологического углеродного насоса океана со времен исследования Joint Global Ocean Flux в 1980-х и 90-х годах», — заявил научный руководитель EXPORTS Дэвид Сигел. Теперь в распоряжении ученых есть передовые инструменты, позволяющие задать более сложные вопросы.

Известны три основных пути переноса углерода в «сумеречную зону» (глубже 500 метров): 1) физическое перемешивание и циркуляция вод, 2) осаждение частиц под действием силы тяжести и 3) ежедневные вертикальные миграции животных. EXPORTS намерен количественно оценить вклад каждого пути, изучая два контрастных региона — северную часть Тихого и северную часть Атлантического океана, которые находятся на противоположных концах спектра продуктивности и физических процессов. Данные экспедиции также будут использованы для улучшения спутниковых технологий, в частности, для будущей миссии NASA PACE, которая сможет собирать гиперспектральные данные.

После завершения полевых работ начнется фаза моделирования, направленная на прогнозирование путей транспорта углерода в океанах будущего. «Нам нужно уметь предсказывать, что будет происходить в 2075 году, а такого прогностического понимания у нас пока нет», — отметил Сигел. Богатый набор данных, собранных в ходе экспедиции, станет основой для исследований на десятилетия вперед.