Грязь недооценивают
Грязь — это не просто нечто неприятное. Для некоторых это игрушка, для многих — источник трудностей. Но её часто упускают из виду, особенно когда она находится вне поля зрения. В глубинах океана она является одним из наиболее важных природных архивов прошлого Земли, храня свидетельства изменения климата, береговых линий, океанических условий и накопления углерода.
Новое исследование
Наше исследование — первое, в котором используются компьютерные модели для отслеживания того, как толстые, богатые углеродом грязевые пятна на морском дне формировались на протяжении тысячелетий. Это помогает определить местонахождение скрытых запасов углерода и понять долгосрочную роль морского дна в климатической системе.
Грязь — это капсула времени углерода. Ежегодно на морское дно оседает огромное количество органического углерода, поступающего из разлагающихся морских организмов и из живого (или когда-то живого) материала, смытого с суши. В морской среде этот «синий углерод» может оставаться запертым на века или тысячелетия.
Морские отложения — крупнейший долгосрочный резервуар органического углерода на планете, особенно в огромных подводных грязевых пятнах, что делает их жизненно важным компонентом глобального углеродного цикла. Грязь является отличным хранилищем углерода, потому что органическое вещество прилипает к крошечным частицам ила и глины и откладывается в плотном осадке, защищая его от кислорода — свойства, которых нет у более крупных частиц, таких как песок.
Но не все грязевые пятна одинаковы. Каждое хранит уникальную историю о том, когда оно образовалось, как туда попало и сколько углерода в нём содержится. Учёные всего мира до сих пор не знают, где находятся все эти грязевые отложения и насколько они обширны. Наше исследование показывает, что компьютерное моделирование прошлых океанических условий может помочь предсказать местоположение и возраст богатых углеродом гряд, не прибегая к непосредственному изучению морского дна.
Исследование трёх районов, богатых грязью
Мы изучили три района, богатых грязью, на мелководном северо-западном европейском шельфе: Флэйден Граунд, Кельтское Глубокое и западные пояса ирландского моря. Используя компьютерные модели океанских приливов за последние 21 000 лет — вплоть до пика последнего ледникового периода — мы обнаружили, что каждое из этих грязевых пятен образовалось в разное время.
В Кельтском Глубоком и западных поясах ирландского моря грязь накапливалась в течение последних нескольких тысяч лет и продолжает накапливаться и сегодня, особенно в последнем. В Флэйден Граунд отложения являются древними реликтами, сохранившимися благодаря спокойным приливным условиям с тех пор, как грязь была уложена между 17 000 и 5 000 лет назад.
Прелесть этого подхода моделирования заключается в том, что его можно применить и к другим шельфовым морям. Хотя прямые научные данные (в отличие от компьютерных моделей) предпочтительнее, отбор проб со дна моря — дорогостоящее и времязатратное занятие, особенно в отдалённых местах. Поэтому морское дно остаётся одной из наименее исследованных частей нашей планеты.
Наша работа показывает, что модели прошлых океанических условий могут помочь определить районы, богатые углеродом, и направить более эффективный сбор образцов.
Оценка запасов «синего углерода»
До сих пор оценки «синего углерода» в морских отложениях были сосредоточены только на поверхности морского дна (обычно на глубине до 10 см). Но это лишь поверхностный взгляд. Отчёты показывают, что на поверхности морского дна Великобритании хранится 244 миллиона тонн органического углерода. Однако углерод, погребённый на глубине более 10 см, «в значительной степени не подсчитан и относительно стар».
Игнорирование этого погребённого углерода может привести к недооценке морского дна как долгосрочного «поглотителя углерода» — области, которая накапливает больше углерода, чем выделяет. Морское дно — ключевой игрок в регулировании климата, поскольку углерод, запертый в отложениях на морском дне, в противном случае способствовал бы повышению уровня углекислого газа в атмосфере.
Влияние на климат
Нарушение покоя хранящегося углерода — например, посредством морского траления, дноуглубительных работ или строительства — может привести к высвобождению углерода, который был заперт на века или тысячелетия. Когда морская грязь тревожится, содержащийся в ней органический углерод может быть подвергнут воздействию богатой кислородом морской воды, где микробы могут расщепить его, превратив в углекислый газ.
Именно поэтому мы углубляемся в рамках программы Convex Seascape Survey — пятилетней глобальной исследовательской программы, изучающей «синий углерод». Наряду с компьютерным моделированием мы изучаем записи о наносах, используя длинные трубки с грязью, извлечённые с морского дна, чтобы измерить, как накопление углерода изменилось с течением времени.
При рекордно высоком уровне углекислого газа в атмосфере жизненно важно понимать риски, связанные с нарушением подводных запасов углерода. Только тогда мы сможем принимать более взвешенные решения о том, как защитить океан и углерод, хранящийся в его глубинах.
Мы часто думаем о защите океана с точки зрения его морской жизни. Но эти илистые отложения, тихо накапливающиеся на морском дне, играют жизненно важную роль в борьбе с изменением климата. Как говорит Дэвид Аттенборо в своём последнем фильме «Океан»: «Океан — это система жизнеобеспечения нашей планеты, и наш величайший союзник в борьбе с климатической катастрофой».