Южный океан: реконструкция условий окружающей среды за последние 30 000 лет

За последние 30 000 лет в Южном океане временами происходило более интенсивное перемешивание вод, чем считалось ранее. Это означало, что для фитоальго было доступно огромное количество питательных веществ, что, в свою очередь, способствовало связыванию парникового газа CO₂ в последний ледниковый период. Эти новые данные представляют исследователи из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований имени Гельмгольца (AWI) в исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications.

«Мы можем продемонстрировать, что в последний ледниковый период водная толща в районе сезонной зоны морского льда осенью и зимой была более перемешана, чем предполагалось», — говорит доктор Андреа Абельманн из Института Альфреда Вегенера. Ранее исследователи полагали, что в тот период слой пресной воды от тающих айсбергов покрывал океан как крышка круглый год, что сильно ограничивало бы поступление питательных веществ с глубины. Однако новые данные показывают, что вода была хорошо перемешана на глубину в несколько сотен метров, что позволяло питательным веществам достигать поверхности. В сочетании с высвобождением железа из тающего льда весной это создавало идеальные условия для диатомовых водорослей, которые эффективно связывали углерод в процессе фотосинтеза.

Когда эти водоросли отмирали, они опускались на многокилометровую глубину. В этом процессе, известном как биологический насос, атмосферный CO₂ хранится в донных отложениях в течение геологических периодов времени. Во время ледниковых периодов связывание CO₂ в Южном океане вносило значительный вклад в глобальное похолодание.

Для своего исследования учёные использовали новые методы реконструкции донных отложений в атлантической части Южного океана. Они сравнили изотопные измерения в кремниевых скелетах диатомей, хранящих сигналы среды с поверхности океана, с изотопными сигналами радиолярий, обитающих в более глубоких слоях воды. Затем эти данные сравнили с результатами моделирования климатических моделей для выявления сезонных изменений. «Наши результаты показывают, что изменения в экосистеме в районе сезонной зоны морского льда в Южном океане способствовали хранению CO₂», — резюмирует Абельманн.