Климатический луч надежды, которого может и не быть
На протяжении десятилетий климатологи придерживались осторожно оптимистичной теории о Южном океане: по мере того как глобальные температуры растут и антарктические ледники тают, железо, заключённое во льду, высвобождается в окружающие воды, удобряя обширные скопления микроскопических водорослей. Затем эти фитопланктоны поглощают углекислый газ из атмосферы в процессе роста, создавая естественную петлю отрицательной обратной связи, которая могла бы частично компенсировать потепляющий эффект выбросов парниковых газов.
Новые исследования теперь ставят под сомнение эту успокоительную теорию. Учёные, изучающие Южный океан, обнаружили серьёзные проблемы с теорией удобрения железом, предполагая, что процесс намного менее эффективен в качестве поглотителя углерода, чем предполагалось ранее. Эти выводы могут иметь важные последствия для климатических моделей, включавших удобрение железом в качестве смягчающего фактора в долгосрочных прогнозах потепления.
Как теория должна была работать
Гипотеза удобрения железом основывается на хорошо установленном наблюдении: большие участки Южного океана представляют собой зоны с высоким содержанием питательных веществ и низким содержанием хлорофилла. Эти воды содержат обильные азот, фосфор и другие питательные вещества, необходимые для роста фитопланктона, однако популяции водорослей остаются удивительно небольшими. Ограничивающим фактором является железо — микроэлемент, который фитопланктон нуждается в следовых количествах, но который редко встречается в этих отдалённых океанских водах.
Антарктические ледники содержат частицы железа, соскобленные с коренных пород в процессе их формирования. Когда ледники откалывают айсберги и тают у своих краёв, это железо высвобождается в окружающий океан. Теория предсказывала, что ускоренное таяние в условиях изменения климата доставит в Южный океан всё большие количества железа, вызывая более крупные и частые вспышки фитопланктона.
Когда фитопланктон погибает и опускается на дно океана, он несёт с собой поглощённый углерод в процессе, известном как биологический насос. Если углерод достигает глубокого океана, он может быть эффективно секвестрирован на столетия или дольше, удаляя его из атмосферного цикла углерода.
Где теория даёт сбой
Новые исследования выявляют несколько проблем в этой цепи рассуждений. Во-первых, форма, в которой железо высвобождается из тающих ледников, имеет огромное значение. Не всё железо биологически доступно фитопланктону. Значительная часть железа в талых ледниковых водах связана в минеральных формах, которые микроорганизмы не могут легко поглощать.
Во-вторых, талые ледниковые воды, как правило, растекаются по поверхности океана в виде разбавленных шлейфов, распределяя и без того ограниченное биодоступное железо на огромных площадях.
В-третьих, более тёплые температуры океана могут увеличить скорость разложения органического вещества до того, как оно опустится на глубину, высвобождая поглощённый углерод обратно в атмосферу. Изменения в структуре океанской циркуляции также могут снизить эффективность биологического насоса.
Последствия для климатических моделей
Ослабление теории удобрения железом имеет прямые последствия для климатического моделирования. Если обратная связь удобрения железом слабее, чем предполагалось, то определённые климатические прогнозы могут недооценивать темпы и масштабы будущего потепления.
Общая картина
Исследование не означает, что удобрение железом не играет никакой роли в динамике углерода в океане. Но оно предполагает, что рассчитывать на ускоренное таяние ледников для получения климатической выгоды ошибочно. Чистый эффект от потери ледников остаётся подавляюще негативным: повышение уровня моря, нарушение океанической циркуляции, опреснение полярных вод. Ответственность за сокращение выбросов парниковых газов по-прежнему полностью лежит на плечах человека, с меньшим количеством природных предохранителей, чем предполагали некоторые модели.
