Климатическая надежда на Антарктиду рухнула: ледники не спасут планету от CO2
Долгое время ученые рассматривали таяние антарктических ледников как потенциальный природный механизм сдерживания изменения климата. Однако последние данные, полученные международной группой исследователей, ставят крест на этой теории. Оказалось, что процесс естественного «железного удобрения» океана работает не так, как предполагалось ранее.
Почему ученые верили в «ледниковое удобрение»
В течение многих лет климатологи возлагали надежды на процесс, известный как железное удобрение океана. Логика была простой и стройной: по мере того как антарктические ледники тают, огромные объемы железа, миллионы лет скованного во льдах, высвобождаются в прибрежные воды Южного океана.
Железо — это критически важный микроэлемент для микроскопических водорослей (фитопланктона). Попадая в воду, оно должно было стимулировать их бурное цветение. В процессе фотосинтеза эти организмы поглощают углекислый газ из атмосферы, выступая в роли естественного фильтра планеты.
Разрушение гипотезы: точные измерения с ледника Дотсон
Новое исследование, проведенное учеными из Университета Рутгерса (Нью-Брансуик), впервые предоставило точные данные, ставящие под сомнение эту гипотезу. Команда геологов и океанологов провела, как они сами утверждают, самые точные на сегодняшний день замеры потоков железа, исходящих от антарктического ледника.
Результаты, опубликованные в авторитетном журнале Communications Earth and Environment, шокировали научное сообщество. Оказалось, что талая вода выносит на поверхность значительно меньше биодоступного железа, чем считалось ранее.
«Ранее предполагалось, что подледниковое таяние вносит огромный вклад в насыщение шельфовых вод железом, запуская процесс естественного удобрения, — комментирует Роб Шеррелл, ведущий автор исследования и профессор кафедры морских и прибрежных наук. — Наши данные полностью пересматривают это убеждение».
Почему Южный океан так важен для климата
Южный океан играет ключевую роль в климатической системе Земли. Несмотря на долгие месяцы полярной ночи, он является домом для огромного количества фитопланктона. Эти микроорганизмы — основа пищевой цепи Антарктики: они кормят криль, который, в свою очередь, является пищей для пингвинов, тюленей и китов.
Но главная функция фитопланктона — поглощение CO2. Именно здесь, в холодных водах Антарктиды, находится самый большой океанический поглотитель углекислого газа на планете. Любые изменения в химическом составе воды (в частности, наличие железа) напрямую влияют на способность океана сдерживать глобальное потепление.
Экспедиция к леднику Дотсон: от теории к практике
Чтобы разобраться в ситуации, команда Шеррелла отказалась от компьютерных симуляций (которые использовались ранее) и отправилась в экспедицию. В 2022 году на борту ледокола Nathaniel B. Palmer исследователи достигли шельфового ледника Дотсон в море Амундсена. Именно этот регион Западной Антарктиды вносит наибольший вклад в повышение уровня Мирового океана.
Целью было взять пробы талой воды непосредственно у источника. Ученые определили точки входа океанской воды в подледниковые полости и точки выхода смеси воды с талым льдом.
Анализ в лаборатории
Вернувшись в Нью-Джерси, постдокторант Венкатеш Чинни провел скрупулезный анализ концентрации железа. Он разделил его на растворенную форму и частицы, взвешенные в воде.
Коллеги из Техасского A&M и Университета Южной Флориды изучили изотопный состав железа, чтобы определить его точное происхождение, создав уникальный «химический паспорт» каждого атома.
Шокирующие цифры: откуда на самом деле берется железо?
Результаты анализа оказались неожиданными:
- Талая вода ледника (которая должна была быть главным героем) дала лишь около 10% растворенного железа, выходящего из-под шельфового ледника.
- Основной источник — глубинные океанические воды (62%), которые проникают в полость под ледником и вымывают минералы.
- Еще 28% железа поступает от донных отложений (осадков) на континентальном шельфе.
«Примерно 90% растворенного железа, которое мы видим на выходе из-под ледника, поступает из глубин океана и со дна, а не из самого тающего льда», — резюмирует Чинни.
Роль «придонного слоя»: новое направление для науки
Изотопные данные также намекнули на другой, ранее неизученный механизм. Под ледником, на границе с коренными породами, существует тонкий жидкий слой талой воды, в котором почти нет кислорода. В таких бескислородных условиях оксиды железа из горных пород растворяются гораздо легче и быстрее.
По мнению ученых, этот процесс (истирание и растворение ложа ледника) может со временем давать больше железа, чем прямое таяние ледяного щита.
Пересмотр климатических моделей
Данное открытие имеет огромное значение для будущих прогнозов изменения климата. Оно опровергает устоявшееся мнение о том, что «больше таяния = больше водорослей = больше поглощения CO2».
«Наш главный вывод заключается в том, что сама по себе талая вода несет очень мало железа, — подчеркивает Шеррелл. — То небольшое количество, которое она несет, образуется в результате перетирания ложа ледника, а не из того льда, который влияет на повышение уровня моря».
Исследователи признают, что их выводы могут удивить и даже разочаровать многих коллег. Впереди — новый этап изучения сложных процессов на границе ледника и каменного основания. Ясно одно: природа устроена сложнее, чем наши ранние теории, и надеяться на то, что Антарктида сама «вылечит» себя от глобального потепления, больше не приходится.
По материалам www.scincedaily.org (Источник: Рутгерский университет)
