Вихри океана: как они влияют на перенос углерода?

Новые данные о роли океанических вихрей в глобальном углеродном цикле

Биологический углеродный насос — это природный механизм, который переносит углерод из верхних слоёв океана в глубины, поддерживая способность поверхностных вод поглощать CO₂ из атмосферы. Одним из ключевых элементов этого процесса считались океанические вихри — небольшие круговые течения, возникающие из-за физических нестабильностей в воде.

Ранее исследователи предполагали, что вихревой насос может играть значительную роль в транспортировке углерода в глубинные слои. Однако отсутствие глобальных данных оставляло этот вопрос открытым. Теперь международная группа учёных под руководством Кеутгена де Грифа (Keutgen De Greef) представила первые масштабные доказательства.

Что показал анализ данных

Исследователи использовали данные 941 автономных датчиков Argo, которые дрейфовали в водах Мирового океана с 2010 по 2024 год. За этот период было зафиксировано 1333 случая подводного погружения вихрей на глубину более 200 метров. Анализ показал, что вихревой насос транспортирует менее 5% органического углерода, который переносит биологический углеродный насос. Это означает, что его вклад в глобальный углеродный цикл значительно скромнее, чем считалось ранее.

По оценкам учёных, вихревой насос экспортирует около 0,05 петаграмма (50 миллионов тонн) углерода в год с поверхности океана. Наиболее активные зоны подводного погружения углерода обнаружены в Субантарктике и субарктической части Северной Атлантики, где наблюдаются сезонные пики активности весной.

Механизмы и ограничения исследования

Авторы работы также выявили корреляцию между кинетической энергией вихрей и физическими процессами подводного погружения, что помогает лучше понять механизмы работы вихревого насоса. Однако исследование имеет ряд ограничений:

• Недостаток данных для некоторых регионов, включая большую часть Тихого океана, Южную Атлантику и южную часть Индийского океана. Это может привести к недооценке их вклада в углеродный цикл.
• Датчики Argo измеряют только частицы углерода, но не растворённый органический углерод, что также может занижать общие оценки.

Тем не менее, учитывая скромный вклад вихревого насоса, эти пробелы, вероятно, не окажут существенного влияния на общие оценки транспортировки углерода биологическим насосом, отмечают авторы.

«Наши результаты показывают, что вихри играют важную, но не определяющую роль в глобальном углеродном цикле. Это меняет представление о том, какие процессы следует изучать в первую очередь для прогнозирования изменений климата».

Выводы и перспективы

Работа опубликована в журнале Global Biogeochemical Cycles и основана на данных до 2024 года. Учёные подчеркивают, что для более точных оценок необходимы дополнительные исследования, особенно в регионах с недостаточным покрытием данных. Тем не менее, новые данные позволяют пересмотреть существующие модели углеродного цикла и сосредоточить усилия на других, более значимых процессах.

Исследование финансировалось Американским геофизическим союзом (AGU) и доступно по лицензии CC BY-NC-ND 3.0.