Исследователи обнаружили источник необходимых питательных веществ для водорослей открытого океана

Почти три десятилетия океанографы пытались понять, как микроскопические водоросли могут расти в районах открытого океана, где очень мало нитратов — важного питательного вещества. В новом номере журнала Nature химик-океанограф из MBARI Кен Джонсон и его коллеги Стивен Райзер и Дэвид Карл показывают, что водоросли получают нитраты из глубоких вод, на глубине до 250 метров. Это открытие поможет ученым прогнозировать, как экосистемы открытого океана могут реагировать на глобальное потепление.

Хотя поверхностные воды в центральных районах океана, например, вокруг Гавайев, содержат почти ничтожно мало нитратов, фитопланктон там ежегодно процветает. Эти микроскопические водоросли поглощают около одной пятой всего углекислого газа, усваиваемого растениями и водорослями в мире.

Для решения этой загадки исследователи использовали автономный дрейфующий профилограф Apex float, оснащенный датчиком кислорода и спектрофотометром ISUS для измерения концентрации нитратов. С декабря 2007 года аппарат собирал данные в океане к северо-востоку от Оаху. С января по октябрь каждого года приборы фиксировали постепенное увеличение концентрации кислорода в верхних 100 метрах и одновременное снижение концентрации нитратов на глубинах от 100 до 250 метров.

Ученые установили, что количество кислорода, производимого у поверхности в результате фотосинтеза, было прямо пропорционально количеству нитратов, потребляемых в более глубокой воде. Поскольку ниже 100 метров недостаточно света для роста водорослей, исследователи пришли к выводу, что водоросли, растущие у поверхности, каким-то образом получают нитраты из глубины.

Один из возможных механизмов — океанические вихри, которые могут поднимать глубинные воды и нитраты. Также существует гипотеза, что покоящиеся микроскопические водоросли обитают ниже 100 метров, а вихри поднимают их наверх, где они потребляют нитраты и мигрируют в освещенные солнцем поверхностные воды. В ближайшие годы для проверки этих гипотез группы дрейфующих буев с датчиками будут размещены у Гавайев, Бермуд, в северной части Тихого океана и в Южном океане.

Кислород, производимый водорослями открытого океана, необходим для жизни на Земле, а их роль в переносе огромных объемов CO₂ из атмосферы в океан значима для климата планеты. Как говорит Кен Джонсон: «Всю работу делают те микробы, которых не увидишь в микроскоп».