Лесные пожары являются фундаментальной силой в динамике Земли и оказывают прямое влияние на здоровье человека, продовольственную безопасность и биоразнообразие. На протяжении всей истории последствия пожаров влияли на развитие общества, воздействуя на качество воздуха, конфигурацию ландшафта и доступность ресурсов. Их влияние на океаны, хотя и менее изучено, также весьма значительно.
Пожары выбрасывают в атмосферу частицы и питательные вещества, которые переносятся на большие расстояния и оседают в океанских водах, влияя на развитие фитопланктона — водных фотосинтезирующих микроорганизмов, поглощающих CO₂ из атмосферы. Этот феномен, аналогичный удобрению сельскохозяйственных угодий для повышения урожайности, влияет на углеродный цикл Земли и, следовательно, имеет последствия для глобального климатического баланса.
Новое исследование
Новое исследование, проведённое под руководством учёных из Центра суперкомпьютерных технологий Барселоны — Национального центра суперкомпьютерных технологий (BSC-CNS) и ICREA, опубликовано в журнале Nature Climate Change. Работа предоставляет новую информацию о связи между лесными пожарами и морскими экосистемами. Исследование показывает, что изменение климата может значительно увеличить количество пожаров, особенно в бореальных районах, и, следовательно, связанные с ними выбросы железа, а также поступление этого микроэлемента в океан, что повышает продуктивность фитопланктона.
Профессор ICREA и AXA Карлос Перес Гарсия-Пандо, соруководитель группы по составу атмосферы BSC и старший соавтор исследования, отмечает: «Климатические пожары возникают из-за более благоприятных погодных условий для пожаров, таких как низкая влажность и высокие температуры, на которые, в свою очередь, влияет антропогенное изменение климата. Понимание этих пожаров и их влияния на удобрение ключевых океанских регионов, таких как Северная Атлантика, имеет важное значение для более точного прогнозирования будущих уровней CO₂ в атмосфере».
Исследователи использовали передовые климатические модели для прогнозирования увеличения выбросов железа из-за пожаров, особенно в высоких широтах Северного полушария. В районах Северной Атлантики, характеризующихся дефицитом железа, осаждение этих питательных веществ может повысить продуктивность фитопланктона, который является не только основой морской пищевой цепи, но и играет ключевую роль в углеродном цикле, поглощая значительные объёмы CO₂ из атмосферы посредством фотосинтеза.
Выводы исследования
Исследование показывает, что увеличение выбросов железа из-за климатических пожаров, прогнозируемое в диапазоне от 1,7 до 1,8 раза выше текущих прогнозов, которые учитывают только прямой эффект деятельности человека на их будущую эволюцию, может повысить морскую продуктивность в Северной Атлантике из-за атмосферного осаждения до 40% в летние месяцы к концу XXI века.
Однако исследование также учитывает прогнозируемое снижение содержания других необходимых питательных веществ в обширных океанических районах из-за изменения климата, что может уменьшить способность океана поглощать CO₂ и ослабить положительные эффекты увеличения отложения железа.
Элиса Бергас-Массо, исследователь BSC и ведущий автор исследования, указывает: «Количественная оценка этого источника питательных веществ для фитопланктона важна для более точного представления о том, сколько CO₂ останется в атмосфере в ближайшие десятилетия. Определяя, как климатические пожары увеличат поступление железа в океан, мы раскрываем важнейшую обратную связь в системе Земли, которую мы должны понять для борьбы с изменением климата».
Работа указывает на необходимость междисциплинарного подхода к пониманию роли пожаров в системе Земли, охватывающего атмосферные науки, океанографию и климатическую политику, а также важность улучшения наблюдений и моделей для более точного количественного определения этих эффектов и их конечного влияния на поглощение CO₂.
Мария Гонсалвес Агейтос, исследователь BSC и UPC и старший соавтор исследования, заключает: «Результаты этого исследования имеют решающее значение для улучшения прогнозов углеродного цикла и состояния океана в условиях меняющегося климата, прокладывая путь для более точных климатических моделей и более обоснованной политики адаптации к изменению климата в будущем».