Железо контролирует картину азотфиксации в Атлантике

Ученые, включая исследователей из Национального океанографического центра в Саутгемптоне и Университета Эссекса, обнаружили, что взаимодействие между поступлением железа, переносимого через атмосферу из пустынь, и крупномасштабной океанической циркуляцией контролирует доступность ключевого питательного вещества — азота — в Атлантическом океане. Эти выводы имеют потенциально важное значение для понимания глобального климата, как прошлого, так и будущего.

Азот является важнейшим элементом для жизни, но в газообразной форме (N₂) он недоступен для большинства организмов. Чтобы быть полезным, азот должен быть «зафиксирован» путем соединения с другими элементами в такие соединения, как аммоний. «Диазотрофные» микроорганизмы, такие как цианобактерия Trichodesmium, обладают необходимыми ферментами для этих энергозатратных преобразований. Однако в большей части океана дефицит связанного азота ограничивает рост фитопланктона и его поглощение парникового газа CO₂. Новое исследование подтверждает, что адекватное поступление железа является решающим фактором для азотфиксации, что ранее не было четко доказано.

«Наши новые данные предоставляют одни из первых действительно убедительных доказательств того, что доступность железа играет значительную роль в контроле поступления связанного азота, по крайней мере, в Атлантический океан», — заявил ведущий автор доктор Марк Мур из Университета Саутгемптона.

Подробные измерения питательных веществ и микробиологии были проведены международной командой на борту судна RRS Discovery во время 10 000-километрового рейса по меридиональному разрезу в Атлантике в 2005 году. Было установлено, что богатая железом пыль из Сахары, переносимая в Северную Атлантику, способствует росту азотфиксирующих видов Trichodesmium, которые используют избыток фосфата. В Южной Атлантике диазотрофы, напротив, сильнее ограничены доступностью железа. Анализ также показал, что Северная Атлантика является чистым источником связанного азота для мирового океана.

«Любое взаимодействие между крупномасштабной меридиональной циркуляцией и азотфиксацией потенциально может иметь важные последствия для понимания того, как цикл азота реагировал на изменение климата в прошлом и как может реагировать в будущем», — отмечает доктор Мур. Изменения в переносе атмосферной пыли и океанической циркуляции могут влиять на запасы связанного азота и, следовательно, на способность океана поглощать углекислый газ в глобальном масштабе.