Учёные обнаружили скрытый источник метана в океане
Мировой океан может играть более значительную роль в изменении климата, чем считали учёные ранее, незаметно усиливая глобальное потепление за счёт процессов, которые только сейчас становятся понятными. Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает важный фактор производства метана в открытом океане. Исследователи из Рочестерского университета, включая Томаса Вебера, доцента кафедры наук о Земле и окружающей среде, а также аспиранта Шэнью Вана и постдока Хайрона Сюя, определили механизм, который может стать более активным по мере потепления планеты.
Это вызывает опасения по поводу петли обратной связи, способной усилить изменение климата. Метан — мощный парниковый газ. В течение многих лет учёные были озадачены противоречием. Поверхностные воды океана, содержащие много кислорода, постоянно выделяют метан в атмосферу. Это неожиданно, поскольку метан обычно производится в бедных кислородом средах, таких как водно-болотные угодья или глубоководные отложения.
Чтобы исследовать эту загадку, команда Вебера проанализировала глобальный набор данных и использовала компьютерные модели. Их результаты указывают на специфический микробный процесс. Определённые бактерии производят метан, разлагая органический материал, но это происходит только тогда, когда фосфат, важное питательное вещество, находится в дефиците. «Это означает, что дефицит фосфата является основным регулятором производства и выбросов метана в открытом океане», — говорит Вебер. Эти выводы меняют представление учёных о метане в океане. Вместо того чтобы быть редким, производство метана в богатых кислородом водах может быть обычным явлением в регионах с низким уровнем фосфатов.
Исследование также заглядывает в будущее, чтобы понять, как этот процесс может развиваться в нагревающемся мире. Изменение климата нагревает океан сверху вниз, что увеличивает разницу в плотности между поверхностной водой и более глубокими слоями. «Изменение климата нагревает океан сверху вниз, увеличивая разницу в плотности между поверхностными и глубокими водами, — говорит Вебер. — Ожидается, что это замедлит вертикальное перемешивание, которое переносит питательные вещества, такие как фосфат, с глубины». При меньшем перемешивании меньше питательных веществ достигает поверхности. Согласно модели команды, это может привести к всё большему истощению поверхностных вод от фосфата, создавая идеальные условия для роста метан-продуцирующих микробов.
Если это произойдёт, океан может выбрасывать больше метана в атмосферу. Поскольку метан является таким мощным парниковым газом, это создаёт тревожный цикл. Более тёплые океаны приводят к увеличению выбросов метана, которые, в свою очередь, способствуют дальнейшему потеплению. Исследование подчёркивает, как микроскопические процессы в океане могут иметь далеко идущие глобальные последствия. Важно отметить, что такого рода обратная связь ещё не включена в большинство крупных климатических моделей. Поскольку учёные работают над улучшением прогнозов, учёт подобных взаимодействий может иметь решающее значение для понимания того, насколько быстро и насколько серьёзно будет прогрессировать изменение климата. «Наша работа поможет заполнить ключевой пробел в климатических прогнозах, которые часто упускают из виду взаимодействия между изменяющейся средой и естественными источниками парниковых газов в атмосфере», — говорит Вебер.