Каждый год перенос через шельф богатых углеродом частиц из Баренцева и Карского морей может связывать до 3,6 миллионов метрических тонн CO2 в арктических глубоководных районах на протяжении тысячелетий. Только в этом регионе ранее неизвестный транспортный маршрут использует биологический углеродный насос и океанские течения для поглощения атмосферного CO2 в масштабах общих ежегодных выбросов Исландии, как сообщают исследователи из Института Альфреда Вегенера и институтов-партнеров в текущем номере журнала Nature Geoscience.

По сравнению с другими океанами биологическая продуктивность центрального Северного Ледовитого океана ограничена, поскольку солнечного света часто не хватает — либо из-за полярной ночи, либо из-за морского ледяного покрова, - а доступные источники питательных веществ скудны. Следовательно, микроводоросли (фитопланктон) в верхних слоях воды имеют доступ к меньшему количеству энергии, чем их аналоги в других водах.

Из—за этого было большим удивлением, когда во время экспедиции ARCTIC2018 в августе и сентябре 2018 года на борту российского исследовательского судна "Академик Трешников" в бассейне Нансена в центральной Арктике были обнаружены большие количества углерода в виде частиц, например, в растительных остатках.

Последующие анализы выявили водоем с большим количеством твердых частиц углерода на глубине до двух километров, состоящий из донных вод Баренцева моря. Последний образуется, когда зимой образуется морской лед, затем опускается холодная и тяжелая вода, а затем стекает с мелководного прибрежного шельфа вниз по континентальному склону в глубокий Арктический бассейн.

"Основываясь на наших измерениях, мы подсчитали, что благодаря этому переносу водных масс в арктические морские глубины ежедневно поступает более 2000 метрических тонн углерода, что эквивалентно 8500 метрическим тоннам атмосферного CO2. Экстраполированный на общее годовое количество, выявил даже 13,6 миллиона метрических тонн CO2, что соответствует общему объему ежегодных выбросов Исландии", - объясняет доктор Андреас Рогге, первый автор исследования Nature Geoscience и океанограф из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований имени Гельмгольца (AWI)..

Этот шлейф богатой углеродом воды простирается от шельфа Баренцева и Карского морей примерно на 1000 километров вглубь Арктического бассейна. В свете этого недавно открытого механизма Баренцево море, которое, как уже известно, является самым продуктивным окраинным морем в Арктике, по—видимому, эффективно удаляет из атмосферы примерно на 30% больше углерода, чем считалось ранее. Более того, моделирование на основе моделей показало, что отток проявляется в сезонных импульсах, поскольку в прибрежных морях Арктики поглощение CO2 фитопланктоном происходит только летом.

Понимание процессов переноса и трансформации в рамках углеродного цикла имеет важное значение для создания глобальных бюджетов выбросов углекислого газа и, следовательно, также прогнозов глобального потепления. На поверхности океана одноклеточные водоросли поглощают CO2 из атмосферы и, состарившись, опускаются в морские глубины. Как только углерод, связанный таким образом, достигает глубоководья, он остается там до тех пор, пока опрокидывающие течения не поднимут воду обратно на поверхность океана, что в Арктике занимает несколько тысяч лет. И если углерод откладывается в глубоководных отложениях, он может даже задерживаться там на миллионы лет, поскольку высвободить его может только вулканическая активность.

Этот процесс, также известный как биологический углеродный насос, может удалять углерод из атмосферы в течение длительных периодов времени и представляет собой жизненно важный поглотитель в углеродном цикле нашей планеты. Этот процесс также представляет собой источник пищи для местной глубоководной фауны, такой как морские звезды, губки и черви. Какой процент углерода на самом деле поглощается экосистемой, могут сказать нам только дальнейшие исследования.

Полярные шельфовые моря таят в себе другие в значительной степени неисследованные регионы, в которых образуются донные воды и стекают в морские глубины. Таким образом, можно предположить, что глобальное влияние этого механизма как поглотителя углерода на самом деле намного больше.

"Однако из-за продолжающегося глобального потепления образуется меньше льда и, следовательно, меньше придонной воды. В то же время фитопланктону доступно больше света и питательных веществ, что позволяет связывать больше CO2. Соответственно, в настоящее время невозможно предсказать, как будет развиваться этот выброс углерода, и выявление потенциальных переломных моментов срочно требует дополнительных исследований", - говорит Андреас Рогге.