Значительная часть растворенного углерода в Северном Ледовитом океане имеет наземное происхождение

Из-за изменения климата и роста температур в Арктике тает всё больше вечной мерзлоты. Высвобождаемое органическое вещество содержит большие запасы углерода, которые попадают в центральную часть Северного Ледовитого океана.

Учёные из Института Альфреда Вегенера впервые смогли количественно оценить, сколько наземного органического вещества накапливается в центральной части Северного Ледовитого океана. Используя химические «отпечатки», они определили скорость его разложения и выделения дополнительного CO₂. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Таяние вечной мерзлоты высвобождает древний углерод

При таянии вечной мерзлоты в Арктике высвобождается древнее органическое вещество растений, микроорганизмов и животных, содержащее углерод, который был заморожен в почве сотни или тысячи лет. Реки переносят этот материал в Северный Ледовитый океан, где он растворяется, превращаясь в «растворённое органическое вещество».

«Это вещество представляет собой крупный резервуар органического углерода в океане, сопоставимый по масштабам с количеством CO₂ в атмосфере», — говорит доктор Сяньюй Конг, ведущий автор исследования.

Отслеживание углерода от суши до глубин океана

Исследование показало, что около 16% всего растворённого органического углерода в центральной части Северного Ледовитого океана имеет наземное происхождение. Значительная его часть сохраняется даже в глубоких водах.

«Это говорит о том, что часть наземного органического вещества химически стабильна, чтобы пережить длительную транспортировку и переместиться из центрального Северного Ледовитого океана в глубинные воды Северной Атлантики. Это связывает арктические процессы с глобальным углеродным циклом», — объясняет Конг.

Через поверхностное течение — Трансполярный дрейф — ежегодно в Атлантику переносится около 39 миллионов тонн наземного углерода.

Влияние на углеродный цикл Арктики

Наземное органическое вещество влияет на углеродный цикл в Северном Ледовитом океане, изменяя доступность света и питательных веществ, а также микробные процессы.

«По мере ускорения потепления в Арктике ожидается увеличение поступления наземного органического вещества, что может изменить цикл углерода и более широкие биогеохимические процессы в Северном Ледовитом океане», — говорит Конг.

Инновационные методы раскрывают путь углерода

Для анализа исследователи разработали новый аналитический подход, используя масс-спектрометрию сверхвысокого разрешения. Это позволило идентифицировать и количественно оценить тысячи индивидуальных органических молекулярных формул в морской воде и определить их происхождение — из океана, морского льда или наземных источников.

С помощью этого метода учёные смогли создать первую карту растворённого наземного органического углерода в Северном Ледовитом океане с распределением по глубинам.

Дополнительная информация: Xianyu Kong et al, Major terrestrial contribution to the dissolved organic carbon budget in the Arctic Ocean, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01847-5