Ученые из Еврейского университета Иерусалима в сотрудничестве со швейцарскими коллегами провели исследование, в котором оценили скорость выпадения органических частиц, известных как "морской снег", на дно океана. Это открытие имеет важное значение для понимания климатических изменений на Земле. Работа была опубликована в журнале Nature Communications.
Морской снег состоит из частиц, образованных мертвыми водорослями и микроорганизмами, которые медленно опускаются на дно океана. Каждый год в океан попадает более 50 гигатонн углерода, и этот процесс существенно влияет на климат, так как углерод, заключенный в морском снеге, может оставаться на дне океана на протяжении тысяч лет.
Однако не все частицы достигают дна. Морской снег является источником пищи для бактерий, которые его разлагают. Чем медленнее морской снег опускается, тем больше углерода возвращается в атмосферу. Ранее считалось, что скорость его падения составляет от 10 до 100 метров в день. Однако новое исследование показало, что на самом деле частицы опускаются медленнее.
Главной причиной замедления явились биогели – студенистые вещества, выделяемые бактериями и водорослями. Эти гели могут выполнять различные функции: защищать организмы от хищников и захватывать пищу, а их количество в океане довольно велико. Например, в одном из исследований, проведенном в Атлантике, было обнаружено до двух миллиардов частиц биогеля на литр морской воды.
Для того чтобы понять, как именно происходит погружение морского снега, ученые использовали стеклянную колонну высотой 20 сантиметров, заполненную морской водой, в которой помещалась одна частица. Поток воды в колонне уравновешивал погружение частицы, позволяя ученым наблюдать за этим процессом как с биогелем, так и без него. В качестве частиц использовались фрагменты панциря диатомовых водорослей, а биогель получали с помощью морских бактерий.
Результаты показали, что гели образуют нитевидные структуры, замедляющие падение частиц в два раза. Этот эффект был подтвержден с помощью математической модели. Ученые отметили, что распределение биогеля в мировом океане неоднородно, и для более точных моделей климата и прогнозов уровня СО2 в атмосфере необходимы дальнейшие полевые исследования и точные замеры.
Исследование подчеркивает важность учета биогелей и скорости погружения морского снега при создании климатических моделей, так как без этой информации они могут быть значительно искажены. Таким образом, понимание процессов, связанных с морским снегом и углеродом, является ключевым для борьбы с изменениями климата и прогнозирования состояния нашей планеты в будущем.
