Учёные обнаружили скрытый источник метана в океане, который может усилить глобальное потепление

Океанические микробы могут производить больше метана по мере того, как нагревающиеся воды становятся всё более бедными питательными веществами. Этот неожиданный процесс может усилить изменение климата через мощную петлю обратной связи. Фото: Shutterstock

Мировой океан может играть более значительную роль в изменении климата, чем считали учёные ранее, незаметно усиливая глобальное потепление за счёт процессов, которые только сейчас становятся понятными.

Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрывает важный фактор производства метана в открытом океане. Исследователи из Рочестерского университета, включая Томаса Вебера, доцента кафедры наук о Земле и окружающей среде, а также аспиранта Шэнью Вана и постдока Хайрона Сюя, определили механизм, который может стать более активным по мере потепления планеты. Это вызывает опасения по поводу петли обратной связи, способной усилить изменение климата.

Метан — мощный парниковый газ. В течение многих лет учёные были озадачены противоречием. Поверхностные воды океана, содержащие много кислорода, постоянно выделяют метан в атмосферу. Это неожиданно, поскольку метан обычно производится в бедных кислородом средах, таких как водно-болотные угодья или глубоководные отложения.

Микробы и фосфат как движущая сила производства метана

Чтобы исследовать эту загадку, команда Вебера проанализировала глобальный набор данных и использовала компьютерные модели. Их результаты указывают на специфический микробный процесс. Определённые бактерии производят метан, разлагая органический материал, но это происходит только тогда, когда фосфат, важное питательное вещество, находится в дефиците.

«Это означает, что дефицит фосфата является основным регулятором производства и выбросов метана в открытом океане», — говорит Вебер.

Эти выводы меняют представление учёных о метане в океане. Вместо того чтобы быть редким, производство метана в богатых кислородом водах может быть обычным явлением в регионах с низким уровнем фосфатов.

Потепление океанов может увеличить выбросы метана

Исследование также заглядывает в будущее, чтобы понять, как этот процесс может развиваться в нагревающемся мире. Изменение климата нагревает океан сверху вниз, что увеличивает разницу в плотности между поверхностной водой и более глубокими слоями.

«Изменение климата нагревает океан сверху вниз, увеличивая разницу в плотности между поверхностными и глубокими водами, — говорит Вебер. — Ожидается, что это замедлит вертикальное перемешивание, которое переносит питательные вещества, такие как фосфат, с глубины».

При меньшем перемешивании меньше питательных веществ достигает поверхности. Согласно модели команды, это может привести к всё большему истощению поверхностных вод от фосфата, создавая идеальные условия для роста метан-продуцирующих микробов.

Потенциальная климатическая петля обратной связи

Если это произойдёт, океан может выбрасывать больше метана в атмосферу. Поскольку метан является таким мощным парниковым газом, это создаёт тревожный цикл. Более тёплые океаны приводят к увеличению выбросов метана, которые, в свою очередь, способствуют дальнейшему потеплению.

Исследование подчёркивает, как микроскопические процессы в океане могут иметь далеко идущие глобальные последствия.

Недостающий элемент в климатических моделях

Важно отметить, что такого рода обратная связь ещё не включена в большинство крупных климатических моделей. Поскольку учёные работают над улучшением прогнозов, учёт подобных взаимодействий может иметь решающее значение для понимания того, насколько быстро и насколько серьёзно будет прогрессировать изменение климата.

«Наша работа поможет заполнить ключевой пробел в климатических прогнозах, которые часто упускают из виду взаимодействия между изменяющейся средой и естественными источниками парниковых газов в атмосфере», — говорит Вебер.

Источники:

Материалы предоставлены Рочестерским университетом.

Шэнью Ван, Хайрон Сюй, Томас С. Вебер. Дефицит фосфата управляет производством метана в глобальном открытом океане. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026; 123 (12) DOI: 10.1073/pnas.2521235123