Ученые: Два бассейна на парковке раскрыли тайну океанов Земли

Что помогает Мировому океану удерживать углекислый газ?

В условиях климатического кризиса, нависшего над планетой и обрушившего на мир невероятные волны жары и засухи, ученые все больше времени уделяют выяснению того, как очистить атмосферу нашей планеты от парниковых выбросов, что позволит сдержать «закипание Земли». Не секрет, что леса и Мировой океан — являются наибольшими поглотителями и хранителями углерода на планете, однако их ресурс не безграничен, пишет Live Science.

По словам Дэвида Хо, около 30 лет назад, когда ему было лишь 22 года и он только что окончил бакалавриат и работал техников в NOAA, он установил на парковке у здания NOAA в Майами два детских бассейна с динозаврами. Один из них был накрыт навесом, а другой оставался открытым. В течение нескольких месяцев Хо во время ливня шел на парковку и собирал образцы из каждого бассейна. В результате ему удалось получить весьма любопытные результаты.

Это ранний эксперимент показал, что дождь на самом деле увеличивает скорость переноса углекислого газа, а также эффективность, с которой он переносится из воздуха в воду. Сегодня Хо работает океанографом в Гавайском университете в Маноа и продолжает исследовать эту тему. К счастью, в новых исследованиях он уже не использует детские бассейны, а тщательно изучает эффект на имитаторе дождя NASA во время исследовательских экспедиций в Тихом океане.

Хо отмечает, что его последние результаты, по сути, стали кульминацией многолетней работы. Океанограф также отмечает, что новые данные предоставляют первую всеобъемлющую и глобальную оценку того, что происходит с потоками CO2, когда дождь попадает в океан.

Известно, что Мировой океан поглощает около четверти всех выбросов углекислого газа, производимого человеком. Теперь ученые обнаружили, что дожди на самом деле не просто ускоряют поглощение углекислого газа океаном, но также позволяют эффективнее хранить углерод. Результаты работы указывают на то, что осадки увеличивают поглощение CO2 на 140–190 миллионов метрических тонн, или 5–7% в год.

Авторы исследования утверждают, что количественная оценка этого процесса весьма кропотлива и требует огромного количества времени. По словам Хо, основная проблема заключается в том, что большинство измерений концентрации газа в океане проводятся с судов, собирающих пробы на глубине от 5 до 7 метров. Поскольку дождь попадает на поверхность, его воздействие на этих глубинах незаметно — именно поэтому роль осадков в способности океана улавливать и хранить углерод ранее упускалась из виду.

Известно, что поглощение углекислого газа в океане неравномерно: некоторые регионы действуют как стоки, втягивая газ вниз, в то время как другие области выделяют его. Ученые выяснили, когда капля дождя попадает в океан, она временно изменяет физику и химию морской воды вокруг себя. Анализ показал три основных способа, с помощью которых дождь увеличивает поглощение углерода океаном, а именно:

- турбулентность;

- разбавление;

- мокрое осаждение.

По словам Хо, когда капля ударяется о поверхность, она создает турбулентность, которая приводит больше воды в контакт с атмосферой и содержащимся в ней углеродом. Каждая капля также является всплеском относительно пресной воды, которая разбавляет морскую воду и изменяет градиент концентрации CO2 между воздухом и морем, обеспечивая более высокое поглощение. В то же время мокрое осаждение относится к тому, как каждая капля поглощает углекислый газ, падая через атмосферу, а затем выпрыскивает этот газ непосредственно в океан.

По словам руководителя исследования Летиции Парк из Университета Сорбонны, наиболее любопытным открытием стало то, что размер эффекта дождя на поглощение углерода океаном сопоставим с размером дисбаланса глобального углеродного цикла и разницей между общими выбросами углерода и общим поглощением углерода океаном и сушей.

В основе нового исследования лежит модель, разработанная соавтором исследования Хьюго Белленжера, отслеживающая изменения солености на поверхности океана, вызванные дождями. Отметим, что физические модели для "океанской кожи" были впервые разработаны в 1960-х годах — они хорошо отслеживали изменения температуры, но не включали измерения ее солености.

В новой работе ученые хотели выяснить, где дождь оказывает самое сильное воздействие, а потому создали новую модель. Турбулентность и разбавление играют важную роль в тропиках, которые характеризуются сильными дождями и слабыми ветрами. Эффекты влажных отложений также значительны в тропических регионах, а также в других областях с обильными осадками, таких как тропы штормов и Южный океан.

Ученые ожидали, что дожди увеличат поглощение углерода в тропиках, но оказалось, что наиболее сильный эффект наблюдается в регионах более высоких широт. Авторы исследования также считают, что эффект может усилиться по мере потепления планеты и увеличения осадков. Штормы уже выбрасывают больше дождей, и ученые ожидают, что характер осадков над океаном изменится с изменением климата.