Новое исследование раскрывает важность зимнего морского льда
Исследование показывает, что зимний морской лёд влияет на ежегодные колебания поглощения атмосферного CO₂ регионом Южного океана.
В годы, когда морской лёд сохраняется дольше зимой, океан в целом поглощает на 20% больше CO₂ из атмосферы, чем в годы, когда морской лёд формируется поздно или исчезает рано. Это происходит потому, что морской лёд защищает океан от сильных зимних ветров, которые способствуют перемешиванию между поверхностью океана и его более глубокими, богатыми углеродом слоями.
Выводы, основанные на данных, собранных в прибрежной системе вдоль западного полуострова Антарктиды, показывают, что события, происходящие зимой, имеют решающее значение для объяснения этой изменчивости поглощения CO₂.
Исследование проводилось учёными из Университета Восточной Англии (UEA) в сотрудничестве с коллегами из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца (AWI, Германия), Британской антарктической службы (BAS, Великобритания) и Института морских исследований (IMR, Норвегия).
Статья под названием «Морской лёд контролирует чистое поглощение океаном углекислого газа, регулируя стратификацию в зимний период» опубликована в журнале Communications Earth & Environment.
Глобальный океан поглощает около четверти всего CO₂, который человечество выбрасывает в атмосферу. Южный океан отвечает примерно за 40% этого количества, и исследователи хотели выяснить, почему оно так сильно меняется от года к году.
Ведущий автор доктор Элиз Дросте из Школы экологических наук UEA сказала: «Наша картина углеродного цикла Южного океана неполна, и поэтому мы не можем предсказать, увеличится ли, уменьшится или останется прежним поглощение им атмосферного CO₂ — и, следовательно, его вклад в смягчение изменения климата — в будущем».
Доктор Хью Венаблес из BAS отметил: «Ряд учёных-океанологов провёл зиму в Ротере на Антарктическом полуострове, чтобы собрать эти и другие образцы, используя небольшую лодку или сани по морскому льду, чтобы создать уникальную временную серию круглогодичных океанографических условий за последние 25 лет».
Профессор Доротея Баккер, профессор морской биогеохимии в UEA, добавила: «Тот факт, что эти данные собирались в течение года в одном и том же месте, позволяет нам исследовать, какие механизмы важны для объяснения ежегодных колебаний поглощения CO₂ океаном в этом конкретном месте, но мы также можем использовать эти идеи для лучшего понимания того, как работает остальная часть Южного океана».
Морской лёд и его влияние на поглощение углерода
Морской лёд, покрывающий большую часть Южного океана вокруг западного полуострова Антарктиды зимой, исчезает весной и летом. В это время рост фитопланктона и талая вода приводят к низким концентрациям CO₂ на поверхности океана. Это позволяет Южному океану поглощать большие объёмы атмосферного CO₂, значительно снижая глобальное воздействие антропогенных выбросов.
Однако зимой, когда образуется морской лёд, океан под ним смешивается с более глубокими водами, содержащими много «естественного» углерода, который находился в океане на протяжении веков. Это может привести к увеличению концентрации CO₂ на поверхности океана до такой степени, что он может быть выпущен в атмосферу.
Морской лёд блокирует значительную часть этого «выделения» CO₂. Однако часть CO₂ всё равно уходит из океана в рамках естественного сезонного цикла. Этот баланс означает, что общее количество CO₂, поглощаемое Южным океаном в течение года, часто зависит от того, сколько CO₂ поглощается летом и сколько выделяется зимой.
Доктор Дросте подчеркнула: «У нас нет чёткого понимания того, что вызывает эти ежегодные колебания, что затрудняет полное понимание системы и улучшение предсказуемости того, как изменится поглощение океаном CO₂ в будущем».
Исследование основано на данных за 2010–2020 годы, временной ряд которых ведётся и поддерживается BAS. Учёные-океанографы из Великобритании измеряли физические характеристики морской воды в заливе Райдер и собирали образцы для анализа питательных веществ и CO₂, который проводился как в Ротере, так и в UEA.