Таяние льдов Антарктиды может ослабить ключевой поглотитель углерода

Учёные, изучая древние океанические отложения, обнаружили неожиданную связь между таянием льда в Западной Антарктиде и способностью Южного океана поглощать углекислый газ из воздуха. Credit: Shutterstock

Новое исследование, опубликованное в Nature Geoscience, показывает, что изменения в ледяном щите Западной Антарктиды (WAIS) в прошлые ледниковые циклы тесно коррелировали с колебаниями роста морских водорослей в Южном океане. Однако эта взаимосвязь оказалась неожиданной и ставит под сомнение давние предположения.

В центре открытия — осадок, богатый железом, который попадал в океан с айсбергами, откалывавшимися от Западной Антарктиды.

Обычно железо выступает питательным веществом, стимулирующим рост водорослей. Однако, изучив керн осадка, собранный в 2001 году в тихоокеанском секторе Южного океана с глубины более трёх миль, учёные обнаружили, что более высокий уровень железа не привёл к ускоренному росту водорослей.

«Обычно увеличение поставок железа в Южный океан стимулирует рост водорослей, что увеличивает поглощение углекислого газа океаном», — говорит ведущий автор Торбен Струве из Ольденбургского университета.

Исследовательская группа связала этот неожиданный результат с химическими свойствами осадка, принесённого айсбергами. Их анализ указывает, что большая часть железа была сильно «выветренной», то есть со временем подверглась значительным химическим изменениям. В более ранние тёплые периоды, когда от Западной Антарктиды откалывалось больше льда, железо, попадавшее в океан, часто было в этой плохо растворимой форме.

Поскольку водоросли не могут легко использовать этот тип железа, его увеличенное поступление не привело к усиленному биологическому росту.

Основываясь на этих выводах, исследователи пришли к заключению, что продолжающаяся потеря ледяного щита Западной Антарктиды может снизить способность Южного океана поглощать углекислый газ по мере потепления климата.

Новое исследование сосредоточено на водах к югу от Антарктического полярного фронта. Там данные керна показывают, что поступление железа было наибольшим в тёплые интервалы, а не в ледниковые периоды. Размер и состав частиц также показали, что основным источником железа была не пыль, а айсберги, отколовшиеся от Западной Антарктиды.

«Это напоминает нам, что способность океана поглощать углерод не является фиксированной», — говорит соавтор Гизела Винклер, профессор Колумбийской климатической школы и геохимик обсерватории Ламонт-Доэрти.

Результаты также дают представление о том, насколько чувствителен ледяной щит Западной Антарктиды к повышению температуры. Струве отмечает, что несколько недавних исследований предполагают, что крупномасштабное отступление льда произошло в этом регионе в последний межледниковый период около 130 000 лет назад, когда глобальные температуры были схожи с сегодняшними.

«Наши результаты также предполагают, что в то время в Западной Антарктиде было потеряно много льда», — говорит Струве.

«Здесь важно не только то, сколько железа попадает в океан, но и химическая форма, которую оно принимает, — говорит Винклер. — Эти результаты показывают, что железо, доставляемое айсбергами, может быть гораздо менее биодоступным, чем предполагалось ранее, что коренным образом меняет наше представление о поглощении углерода в Южном океане».

Исследователи предполагают, что под ледяным щитом Западной Антарктиды лежит слой очень старой, сильно выветренной породы. Каждый раз, когда ледяной щит отступал в более ранние межледниковые периоды, усиленная активность айсбергов переносила большое количество этих выветренных минералов в близлежащую южную часть Тихого океана. Несмотря на большее поступление железа, рост водорослей оставался ограниченным.

По мере продолжения глобального потепления дальнейшее истончение ледяного щита Западной Антарктиды может воссоздать условия, аналогичные тем, что были в последний межледниковый период.

«Основываясь на том, что мы знаем на данный момент, ледяной щит вряд ли рухнет в ближайшем будущем, но мы видим, что лёд там уже истончается», — говорит Струве.

Если отступление продолжится, ледники и айсберги могут ускоренно разрушать слои выветренной породы. Этот процесс может снизить поглощение углерода в тихоокеанском секторе Южного океана по сравнению с сегодняшним днём, создавая обратную связь, которая может ещё больше усилить изменение климата.