Новое международное исследование под руководством профессоров Вилли Бейенса и Юэ Гао из Брюссельского свободного университета (Vrije Universiteit Brussel, VUB), [опубликованное](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2590332225001800) в журнале One Earth, демонстрирует, что фитопланктон — это не только основа морской пищевой цепи, но и важный природный союзник в борьбе с глобальным потеплением.
В своей статье «Распространённость многоэлементного ограничения роста фитопланктона в Южном океане» исследователи предлагают новое понимание функционирования и устойчивости экосистемы Южного океана. Они изучили, какие питательные вещества управляют экосистемой, сосредоточив внимание на росте и составе фитопланктона.
Фитопланктон как лёгкие океана
Фитопланктон, или растительные организмы, функционируют как лёгкие океана. Благодаря фотосинтезу они преобразуют солнечный свет и CO₂ в кислород и [органические вещества], тем самым помогая уменьшить количество CO₂ в атмосфере. Южный океан, окружающий Антарктиду, содержит относительно небольшое количество фитопланктона.
«Американский исследователь в конце прошлого века утверждал, что эта нехватка связана с недостатком железа в океане», — говорит профессор Бейенс. «Его знаменитая цитата звучала так: „Дайте мне танкер железа, и я создам новый ледниковый период“».
Согласно Бейенсу, исследователь был частично прав. В экспериментах, где в океан вносили растворённое железо, учёные наблюдали временное, но значительное цветение фитопланктона в поражённых районах. Но история сложнее. Хотя железо действительно присутствует в очень низких концентрациях, Бейенс и Гао обнаружили, что другие важные элементы, такие как кобальт, цинк и кремний, также дефицитны.
Более того, не все химические формы этих элементов подходят для усвоения фитопланктоном. Определение как присутствия, так и пригодных для использования форм этих элементов при таких низких концентрациях представляло значительную научную задачу.
Моделирование и полевые измерения
Чтобы подтвердить свои выводы, исследователи объединили полевые измерения в Южном океане с компьютерным моделированием, интегрировав данные в продвинутую симуляцию, которая предсказывала эволюцию всех ключевых питательных веществ. Когда доступность определённых питательных веществ падала, это также изменяло видовой состав фитопланктона. Некоторые виды больше и тяжелее, они быстрее опускаются в [глубокий океан], чем более мелкие и лёгкие виды.
«Примерно 25% фитопланктона опускается из поверхностного слоя океана в глубокое море», — объясняют Бейенс и Гао. «Количество CO₂, таким образом временно удалённое из атмосферы, огромно, если учитывать все океаны мира. Океаны — крупнейший поглотитель атмосферного CO₂. Благодаря этому механизму углерод, связанный фитопланктоном, может храниться сотни лет. Этот механизм жизненно важен для климатического баланса планеты».
«С помощью нашей модели мы можем точно рассчитать, где, когда и в каких количествах определённые питательные вещества следует добавлять в океан для стимулирования оптимального роста фитопланктона», — продолжают исследователи. «Более того, мы можем максимизировать [улавливание углерода], сосредоточившись на видах фитопланктона, которые более эффективно опускаются в глубокое море».
«Наша усовершенствованная модель позволяет нам гораздо точнее экспериментировать с оптимальными химическими формами, в которых эти вещества должны поступать в океан. Таким образом, мы можем выиграть значительное время — потенциально несколько сотен лет — в борьбе с изменением климата», — заключают они.
Сегодня учёные гораздо лучше оснащены для мониторинга и смягчения последствий изменения климата для экосистемы Южного океана. «Мы понимаем, что океан — это не пассивная губка, а динамическая система, в которой крошечные организмы и их [химические процессы] играют решающую роль в глобальном климате», — заключают авторы.
«Жизненно важно продолжать это направление исследований, особенно посредством пилотных испытаний по удобрению. Это позволило бы нам научно обоснованно управлять такими вмешательствами — увеличивая биомассу [фитопланктона] и удаляя больше углекислого газа из атмосферы. Таким образом, мы можем помочь ограничить [глобальное потепление] и внести свой вклад в долгосрочную устойчивость нашей среды», — говорится в статье.
Предоставлено
[Free University of Brussels](https://phys.org/partners/free-university-of-brussels/)