Южный океан оказался мощнейшим «поглотителем» углерода: новые данные превосходят старые оценки в разы

Южный океан, окружающий Антарктиду, поглощает из атмосферы значительно больше углекислого газа, чем считалось ранее, выяснили учёные из Национального научного фонда США (NSF NCAR) под руководством Юминга Цзиня.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, показало, что биологическая активность в океане ежегодно преобразует около 6,5 миллиардов тонн углерода в живые ткани — это намного превышает оценки большинства климатических моделей и спутниковых данных.

Климатические модели долгое время не могли точно воспроизвести летнее поглощение углекислого газа Южным океаном. Некоторые из них даже «переворачивали» сезон, показывая выброс газа вместо поглощения. Основная проблема заключалась в том, что два процесса действовали в одном направлении, но с разными причинами:

Фитопланктон (микроскопические океанические организмы) через фотосинтез извлекает углерод из воды и выделяет кислород.

Летнее нагревание поверхности воды также выделяет газы — в том числе углекислый газ и кислород.

Отличить один сигнал от другого было крайне сложно. Команда Цзиня решила эту проблему, изучая не только углекислый газ, но и кислород — химический отпечаток фотосинтеза. С помощью данных о температуре океана учёные вычли компонент, вызванный потеплением, и получили чистый биологический сигнал.

Исследование опиралось на уникальные измерения: с 2009 по 2018 год три программы NSF и НАСА провели десять исследовательских кампаний с использованием самолётов, которые отбирали пробы воздуха над одним из самых ветреных и труднодоступных регионов Земли — от поверхности до высоты нескольких километров. В отличие от кораблей (изучающих океан точками) и буёв (медленно дрейфующих), самолёты могут охватить целые океанские бассейны за несколько дней.

Новый метод в сочетании с поверхностными измерениями снижает неопределённость в прогнозах поглощения углерода Южным океаном к концу века на 53 процента. Теперь у разработчиков климатических моделей есть надёжный эталон для проверки точности расчётов летнего поглощения углерода.

Цифра 6,5 миллиардов тонн не означает, что весь этот углерод навсегда покидает атмосферу — водоросли отмирают, разлагаются и частично возвращают углерод в цикл. Однако исследование впервые позволило непосредственно измерить ключевой механизм летнего поглощения, чего не могли дать ни спутниковые снимки, ни моделирование. По последним оценкам, океаны в целом ежегодно поглощают около четверти антропогенных выбросов CO₂, и Южный океан вносит в этот процесс непропорционально большой вклад.