Голодные моря.

Исследователи измеряют углеродный аппетит океана. Из освещённых солнцем верхних 200 метров моря непрерывно опускается вниз тончайший дождь из останков планктона, их экскрементов и сброшенных оболочек. Этот так называемый «морской снег» медленно погружается в глубины: его частицы могут слипаться в более крупные хлопья или, напротив, распадаться; ускоряться или замедляться; становиться добычей бактерий. Они проходят сквозь всё более тёмные, холодные и плотные слои воды, унося с собой углерод и в конце концов оседая на дне в виде органической массы.

Углерод падает сквозь океанские слои в виде «морского снега».

Ежегодно океаны поглощают миллиарды тонн углерода — процесс, жизненно важный для климатических моделей. Но исследователей давно озадачивает вопрос: какая доля этого углерода действительно достигает морского дна — и остаётся там. Чтобы разобраться, океанографы изучают, как углерод поедается, выделяется и преобразуется в процессе своего медленного путешествия сквозь то, что некоторые учёные образно называют «пищеварительной системой» океана.

Измерение скорости накопления углерода требует внимательного анализа состава тонущих частиц, того, как они слипаются и потому падают быстрее или медленнее, как на их движение влияет слизь, выделяемая фитопланктоном, — и даже, как показало новое исследование, опубликованное в журнале Science, — пищевых предпочтений отдельных микробов.

«Пока у нас нет действительно хорошего способа связать процессы на поверхности с тем, что в итоге достигает морского дна», — говорит океанограф Коллин Дёркин из Monterey Bay Aquarium Research Institute. — «Мы знаем, что связь существует, но наблюдать механизмы, которые её обеспечивают, чрезвычайно трудно».

Однако недавние достижения в области сенсоров, визуализации и секвенирования ДНК позволяют учёным всё ближе подойти к пониманию конкретных организмов и процессов, участвующих в этом скрытом круговороте. Соавтор исследования Бенджамин Ван Мой из Woods Hole Oceanographic Institution вместе с коллегами изолировал и изучил бактериальные сообщества, обитающие в морском снеге. Они обнаружили, что определённые микробы предпочитают питаться фитопланктоном, содержащим особые жироподобные молекулы — липиды.

Липиды составляют до 30 процентов всей органической взвеси у поверхности океана, поэтому пищевые предпочтения бактерий в конкретном районе могут существенно влиять на то, какое количество углеродсодержащей биомассы достигнет морского дна. «Если мы начнём понимать, на что способны эти микробы, то сможем представить будущее, в котором научимся предсказывать судьбу углерода на основе того, какие организмы присутствуют», — говорит Ван Мой, удостоенный в 2024 году престижной стипендии MacArthur Fellowship.

Учёные также стремятся проследить, что именно падает сквозь толщу воды в разных местах и в разные периоды времени. Ловушки осадка дают мгновенный снимок морского снега в отдельных районах, а Дёркин и её коллеги размещают сенсоры с автономными камерами, чтобы наблюдать за опускающимися частицами на протяжении более долгого времени. Как отмечает микробиолог-океанограф Кей Бидл из Rutgers University, наблюдение за сложной, изменчивой картиной распределения морского снега «показывает, что мы больше не можем описывать поток углерода с помощью тех простых схем, уравнений и законов, которыми довольствовались прежде».

Источник: Сьюзен Козьер, журнал Scientific American № 332, январь 2025.

Предыдущая статья:
Редкая хищная птица впервые сфотографирована.