Прибрежные грунтовые воды оказались важным фактором химического состава океана

Иллюстрация процессов, влияющих на химический состав океана: реки (1), океанические хребты и вулканы (2), химические реакции под морским дном (3), химические реакции в морском иле (4), карбонатные породы (5) и циркуляция морской воды в прибрежных водоносных горизонтах (6). Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62411-8

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что прибрежные грунтовые воды оказывают существенное влияние на химический состав океана, сравнимое с влиянием рек и подводных вулканов.

Доктор Яэль Киро, геохимик из Института науки Вейцмана, обнаружила, что водоносные горизонты в прибрежных регионах активно обмениваются химическими элементами с океаном. Её работа впервые количественно оценила этот процесс.

«Когда мы пытаемся понять, как океан реагирует на рост уровня CO₂, связанный с изменением климата, нам нужно выяснить, что контролирует его химический баланс», — говорит Киро.

Учёные традиционно сосредотачивались на реках и глубоководных гидротермальных источниках как основных поставщиках химических веществ в океан. Однако роль прибрежных водоносных горизонтов ранее практически не изучалась.

Механизмы циркуляции морской воды в прибрежных водоносных горизонтах. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62411-8

Киро проанализировала пробы воды из разных частей водоносных горизонтов и обнаружила, что в глубинных образцах, куда морская вода просачивается в течение десятилетий или даже столетий, химический состав значительно изменяется благодаря взаимодействию с морской водой через осадочные породы.

Расчёты показали, что прибрежные водоносные горизонты ежегодно поставляют в океан около 5 терамолей кальция. Для сравнения, реки приносят около 13 терамолей, а гидротермальные источники на дне океана — 1,6 терамоля.

Кальций играет ключевую роль в углеродном цикле Земли — он связывается с карбонатом и образует карбонат кальция, из которого состоят раковины морских организмов. После смерти этих организмов углерод оказывается захороненным на морском дне на тысячи или даже миллионы лет.

Исследование также выявило, что другие элементы, такие как натрий и калий, наоборот, удаляются из океана в водоносные горизонты.

Эти процессы имеют важное значение в условиях изменения климата. Повышение уровня моря усиливает проникновение солёной воды в прибрежные водоносные горизонты, что может усилить захват углерода океаном, но одновременно угрожает запасам пресной воды за счёт засоления.

«Засоление водоносных горизонтов может происходить быстрее, чем предсказывают текущие модели, что необходимо учитывать при управлении прибрежными водными ресурсами», — предупреждает Киро.

Открытие показывает, что под береговой линией существует целая скрытая система, играющая важную роль в химии океана и глобальном углеродном цикле.