Ученые измерили скорость выпадения "морского снега" и его влияние на уровень СО2

Ученые из Еврейского университета Иерусалима совместно со швейцарскими коллегами оценили скорость выпадения органических частиц на дно океана. Этот процесс влияет на климат Земли.

Работа опубликована в журнале Nature Communications.

"Морской снег" – это частицы, состоящие из мертвых водорослей и микроорганизмов, которые медленно опускаются на дно океана. Объем морского снега – огромен. В нем содержится более 50 гигатонн углерода ежегодно. Этот процесс воздействует на климат, поскольку углерод, связанный в частицах, остается на морском дне в течение тысяч лет. Но не все частицы достигают дна.

Морской снег служит источником пищи для бактерий. Чем медленнее он опускается, тем большую его часть поедают бактерии, и в результате углерод возвращается в атмосферу. До недавнего времени исследователи считали, что морской снег опускается со скоростью от 10 до 100 метров в день.

Но в новой работе команда показала, что частицы опускаются еще медленнее. Их тормозят биогели – студенистые вещества, выделяемые бактериями и водорослями. Эти гели выполняют различные функции, от защиты организмов от хищников до захвата пищи, и дрейфуют в огромных объемах в океане. Например, в ходе одного из исследований в Атлантике около Бермудских островов было обнаружено до двух миллиардов частиц биогеля на литр морской воды.

Для моделирования процесса погружения морского снега ученые использовали стеклянную колонну высотой 20 сантиметров, заполненную морской водой, в которой находится одна частица. Поток воды уравновешивает погружение частицы, и она остается на месте. Скорость противотока соответствует скорости погружения.

С помощью этой установки ученые наблюдали погружение частицы в течение нескольких дней, как с биогелем, так и без него. Фрагменты панциря диатомовых водорослей служили частицами, а биогель ученые изготовили с помощью морской бактерии.

Оказалось, что гель образует нитевидные структуры, которые замедляют выпадение частиц в два раза. Команда подтвердила эту динамику с помощью математической модели.

Ученые пишут, что насыщение биогелем в мировом океане неоднородно, поэтому необходимы полевые исследования и точные замеры. Ученые считают, что наличие биогеля и скорость погружения морского снега, необходимо учитывать при построении моделей климата и прогнозов СО2 в атмосфере, без этого модели дают сильное искажение.