Многие исследователи полагали, что глобальное потепление несет в себе скрытый механизм саморегуляции. Считалось, что тающие ледники Антарктиды высвобождают огромные запасы железа, которое потребляет фитопланктон. Предполагалось, что эти микроскопические водоросли в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ, превращая Южный океан в гигантский резервуар для удержания парниковых газов.
Не оправдалась надежда, что фитопланктон Южного океана сдерживает потепление
Ученые Университета Ратгерса в ходе экспедиции к шельфовому леднику Дотсона в море Амундсена установили, что талая ледниковая вода содержит значительно меньше биодоступного железа, чем предполагали ранние модели. Это открытие ставит под сомнение теорию «ледового удобрения» Южного океана и заставляет пересмотреть прогнозы поглощения углекислого газа морскими экосистемами. Таянье ледников не помогает росту фитопланктона, который потенциально мог бы стать резервуаром СО2 и сдерживать потепление. Но эта надежда не оправдалась.
Шельфовый ледник Дотсона. https://www.scientificamerican.com/
Фитопланктон Южного океана. В большинстве районов мирового океана рост планктона ограничен нехваткой азота или фосфора. Южный океан наоборот богат этими веществами, но беден растворенным железом, а без него водоросли не могут расти, даже если им хватает света и тепла. Поэтому любая ошибка в оценке объемов поступающего железа ведет к огромным погрешностям в расчетах того, сколько углекислого газа океан способен поглощать из атмосферы. Исследование доказало, что «ледниковый кран» с железом почти перекрыт, что делает экосистему более уязвимой перед потеплением.
Но прямые измерения, проведенные американскими специалистами непосредственно у ледяного шельфа, показали, что реальность далека от теоретических расчетов. Вместо ожидаемого притока ценного микроэлемента из тающего льда, ученые обнаружили, что сама талая вода обеспечивает лишь около десяти процентов выходящего из-под ледника растворенного железа.
Розетка для отбора проб с серыми бутылками для проб слева, поручни корабля внизу справа и поверхность шельфового ледника на заднем плане.
Остальная часть поступает из глубоких океанических вод и донных отложений. Это означает, что ускоренное таяние ледяного панциря не приведет к пропорциональному росту биомассы водорослей и не поможет планете эффективно избавляться от излишков углерода. Работа опубликована в журнале Communications Earth & Environment.
Источники железа
Исследование принципиально меняет подход к прогнозированию климатических изменений, так как большинство существующих моделей опирались на завышенные показатели ледникового железа. Как отмечает соавтор работы Венкатеш Чинни: «Примерно 90% растворенного железа, выходящего из полости шельфового ледника, поступает из глубинных вод и осадков за пределами полости, а не из самой талой воды».
А) Залив Амундсена, Антарктида. Черный прямоугольник обозначает область, изображенную на рисунке (B). Вставка в левом верхнем углу показывает расположение моря Амундсена в Западной Антарктиде (красный прямоугольник). B) Расположение станций отбора проб притока и оттока шельфового ледника Дотсона во время исследований ARTEMIS (настоящее исследование, 2022) и ASPIRE (2011). C) График меридиональных скоростей течений по профилям LADCP (серые пунктирные линии) на основе данных обычных измерений CTD вдоль фронта шельфового ледника в 2022 году, показывающий области притока теплой воды mCDW (синий, в южном направлении) и оттока воды, насыщенной талой водой (красный, в северном направлении). h
Анализ изотопов показал, что основным источником железа является не лед, а процесс перетирания коренных пород под ледником. Там, в условиях отсутствия кислорода, оксиды железа растворяются в тонком жидком слое между скальным основанием и ледяным щитом.
Хотя железо все же попадает в океан, механизмы этого процесса и его масштабы не соответствуют прежним оптимистичным ожиданиям. Ученым предстоит заново оценить, как меняющаяся криосфера будет влиять на жизнь в океане, ведь надежды на природную компенсацию выбросов за счет «удобрения» микроэлементами из тающего льда не подтвердились.