Исследования, проведенные Институтом морских наук Вирджинии, показали, что цветение желеобразного планктона может компенсировать столько углекислого газа, сколько выбрасывают миллионы автомобилей.
Несмотря на настоятельную необходимость сокращения количества парниковых газов в атмосфере Земли, люди продолжают выделять углеродные выбросы, усугубляя последствия глобального потепления. Исследование показало, что эти выбросы углекислого газа могут быть компенсированы дальним родственником человека, который перекачивает большое количество углерода с поверхности океана в глубокое море.
Исследование под руководством доктора Деборы Стейнберг из Института морских наук Вирджинии Уильяма и Мэри под названием ‘»Превышенная роль сальп в экспорте углерода в субарктической северо-восточной части Тихого океана»,’ сообщает об исследованиях, проводимых в рамках ЭКСПОРТА (ЭКСПОРТные процессы в океане от RemoTe Sensing), четырехлетняя многоинституциональная полевая программа, финансируемая НАСА.
EXPORTS стремится объединить корабельные и спутниковые наблюдения для более точной количественной оценки глобального воздействия ‘биологического насоса.’ Это ряд биологических процессов, которые перемещают углерод из освещенных солнцем поверхностных вод в глубокое море, впоследствии удаляя углекислый газ с поверхности океана и атмосферы. Зоопланктон играет ключевую роль в насосе, поедая фитопланктон, который включает углерод из углекислого газа в свои ткани во время фотосинтеза, а затем экспортирует этот углерод на глубину.
Открытие способности salps’ компенсировать выбросы углекислого газа
Во время экспедиции EXPORTS в северо-восточную часть Тихого океана в 2018 году команда обнаружила большое цветение студенистого зоопланктона под названием Salpa aspera. Как и другие сальпы, они начинают жизнь с хордой –, которая развивается в спинной мозг у людей –, а во взрослом возрасте они дрейфуют по океанам, как маленькие прозрачные киты, которые фильтруют микроскопические растения в воде.
Команда интересовалась сальпами, потому что они способны размножаться бесполым путем, клонируя в огромные цветы при правильных условиях. S. aspera также крупнее большинства других зоопланктонов и может фильтровать больше воды, производя более крупные и тяжелые фекальные гранулы. В-третьих, он мигрирует через воду каждый день, поднимаясь, чтобы питаться фитопланктоном ночью, и глубоко погружаясь в освещенные солнцем часы, чтобы избежать хищников.
Эти особенности заставили исследователей поверить в то, что сальпы могут сыграть важную роль в ограничении выбросов углекислого газа, поскольку углерод может переноситься на глубину через их тяжелые, быстро тонущие фекальные гранулы, которым дается старт в их путешествии из-за моделей вертикальной миграции.
Проблемы изучения роли сальп в биологическом насосе
Однако эфемерный жизненный цикл и неравномерное распределение сальп уже давно создают барьер для изучения их роли в компенсации выбросов углекислого газа.
“Сальпы следуют жизненному циклу ‘bloom или bust’,” сказал Стейнберг, “с популяциями, которые по своей сути неоднородны в пространстве и времени. Это затрудняет наблюдение или моделирование их вклада в экспорт углерода в глубокое море.”
Команда преодолела трудности, внедрив широкий спектр инструментов наблюдения за океаном
Во время экспедиции 2018 года команда использовала широкий спектр инструментов наблюдения за океаном, таких как традиционные планктонные сети, ловушки для отложений и подводные видеорегистраторы. Для дальнейшего изучения роли Salps’ в компенсации выбросов углекислого газа команда использовала два исследовательских судна, 277-футовое Roger Revelle и 238-футовое Sally Ride, для наблюдения за условиями внутри салатного цветения и окружающих вод. Это обеспечило более широкий географический контекст для их изучения.
Результаты, собранные командой, были ясны. “Высокое содержание соли в сочетании с уникальными особенностями их экологии и физиологии приводит к огромной роли в биологическом насосе, — сказал Стейнберг.
Цветение сальпы, наблюдаемое командой, охватило более 4000 квадратных миль. Поскольку эксперименты показали, что сальпы могут экспортировать девять миллиграммов углерода через каждый квадратный метр на глубине 100 метров под цветением, количество углерода, экспортируемого в глубокое море, составляло около 100 метрических тонн в день. Для сравнения, выбросы углекислого газа от типичного легкового автомобиля составляют около 4,6 метрических тонн в год.
Глядя на эти значения, становится очевидным, что выбросы углекислого газа, удаляемые каждый день цветения, эквивалентны снятию с дорог 7500 автомобилей. Корректировка этих значений с использованием самого высокого измеренного показателя экспорта, опосредованного сальпами, у команды увеличивает углеродную компенсацию до более чем 28 000 автомобилей.
Команда призывает к более широкому признанию ключевой роли, которую сальпы играют в глобальном экспорте углерода
“Цветение, подобное тому, которое мы наблюдали, часто остается незамеченным, ” сказал Стейнберг, “и их вклад в биологический насос редко поддаются количественной оценке, даже в некоторых наиболее изученных регионах мирового океана.”
Включив динамику сальп в недавнюю модель углеродного цикла, подчеркивается их потенциал по ограничению выбросов углекислого газа. В этой глобальной модели сальпы и другие оболочники ежегодно экспортируют в глубокое море 700 миллионов метрических тонн углерода, что соответствует выбросам более чем 150 миллионов автомобилей.
“Более широкое использование новых технологий, таких как добавление систем видеоизображения к автономным платформам, поможет обнаружить цветение сали, — сказал Стейнберг. “Наше исследование служит ‘призывом к arms’ лучше обнаруживать и количественно оценивать эти процессы, используя технологии и схемы отбора проб, которые позволяют включать их в измерения и модели биологического углеродного насоса.”
