Исследователи изучают улавливание углерода в солончаках Верхнего Ньюпортского залива

Несмотря на то, что прибрежные водно-болотные угодья — такие как приливные соленые марши, мангровые леса и заросли морской травы — покрывают всего 2% площади океана, они ответственны за хранение почти половины всего углерода в океанических отложениях. Эти «синие углеродные» экосистемы естественным образом поглощают огромные количества углекислого газа (CO₂) из атмосферы и захоранивают его глубоко в своей почве.

Однако повышение уровня моря, которое, согласно прогнозам, может достичь метра к 2100 году, угрожает нарушить химический состав воды и хрупкий баланс микроорганизмов, необходимых для цикла углерода. Поднимающиеся приливы также могут превратить марши в илистые отмели, высвобождая накопленный углерод обратно в атмосферу и усугубляя изменение климата. Исследователи из Университета Южной Калифорнии (USC) при поддержке новой инициативы Carbon and Climate Initiative изучают эту угрозу в рамках проекта в приливных соленых маршах экологического заповедника Верхний Ньюпортский залив в Южной Калифорнии.

«Соленые марши, подобные тем, что в Верхнем Ньюпортском заливе, могут хранить столько же углерода, сколько тропические леса Амазонии или любой другой лес в мире, что делает их мощными союзниками в борьбе с изменением климата», — заявил Дэвид Баньюэлас, ведущий исследователь проекта.

Команда изучает, как повышение уровня моря может повлиять на микробные сообщества маршей, которые в конечном итоге определяют улавливание и хранение углерода, с помощью полевых наблюдений, лабораторных экспериментов и методов моделирования. Микроорганизмы играют критическую роль в этом цикле, контролируя конечную судьбу CO₂. По словам соисследователя Кэмерона Трэша, микробы определяют, будет ли углерод зафиксирован и захоронен в океанах и почвах или преобразован обратно в CO₂.

Одним из ключевых объектов изучения является группа бактерий SAR11 — наиболее многочисленный тип планктона в океанах, играющий важную роль в водном цикле углерода. Исследователи регулярно собирают пробы воды, анализируют ДНК микроорганизмов и химический состав воды, чтобы понять их способности к переработке углерода.

«Мы знаем, что через 50–100 лет большая часть соленого марша превратится в илистые отмели, которые фактически являются источниками выбросов углерода. Без растительности большая часть углерода, которая в противном случае была бы запасена, будет высвобождена обратно в атмосферу», — пояснил Баньюэлас.

Для защиты и восстановления маршей команда также разрабатывает инженерные решения и передовые компьютерные модели совместно с инженерной школой USC Viterbi. Эти модели позволят прогнозировать, как микробные сообщества и их потенциал переработки углерода отреагируют на изменения, вызванные климатом, и количественно оценить углеродный баланс.

Полученные данные выйдут за рамки Верхнего Ньюпортского залива и могут быть актуальны для прибрежных морских и эстуарных систем по всему миру. Исследовательская группа Thrash Lab проводит аналогичные исследования в крупных эстуариях, включая дельты рек Миссисипи и Атчафалайя в Мексиканском заливе.