Таяние арктических льдов, оставаясь климатической катастрофой, может неожиданно усилить рост поглощающих углерод водорослей — организмов, способных помочь в связывании парниковых газов. Этот парадокс, при котором ухудшающееся климатическое явление потенциально усиливает естественную способность планеты компенсировать выбросы углерода, признается учеными, которые подчеркивают, что окончательные последствия данного процесса все еще остаются не до конца определенными.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Earth & Environment, ученые выявили ключевой фактор, стоящий за этим потенциальным сдвигом — ожидаемое значительное увеличение содержания азота в форме аммиака в Северном Ледовитом океане из-за продолжающегося таяния морского льда. Азот является основной пищей для водорослей.
В центре открытия лежит первое обнаружение процесса азотфиксации, происходящего под морским льдом в центральной части Северного Ледовитого океана. В ходе этого процесса бактерии преобразуют атмосферный газообразный динитроген в аммиак — форму азота, которую большинство морских организмов может легко усваивать. Поскольку большинство форм жизни не могут поглощать газообразный динитроген напрямую, аммиак служит существенный строительным блоком в арктической пищевой цепи, поддерживая не только бактерии, но также водоросли и другую морскую жизнь.
До сих пор считалось, что азотфиксация не может происходить под морским льдом, поскольку условия там слишком суровы для организмов, которые ее осуществляют, однако это предположение оказалось ошибочным. В то время как азотфиксация происходит во большей части мирового океана, ее арктическая форма необычна. Вместо цианобактерий, типичных для других регионов, этот процесс выполняют не-цианобактериальные микробы, что отмечает отчетливую экологическую адаптацию к экстремальным полярным условиям.
Исследователи наблюдали самые высокие показатели азотфиксации по краям тающего морского льда, где условия наиболее динамичны. Хотя фиксация происходит и под сохранившимся льдом, ее скорость там значительно ниже. На основе этих выводов команда заключила, что по мере продолжения отступления морского льда доступность азота в Северном Ледовитом океане будет резко возрастать — фактор, который в настоящее время не учитывается в большинстве климатических моделей.
Увеличение поставок азота может эффективно удобрить Северный Ледовитый океан, позволив водорослям процветать. Быстро растущая популяция водорослей представляет собой ироничный поворот — климатически обусловленное изменение, которое может помочь смягчить изменение климата, поглощая атмосферный CO₂ по мере роста водорослей и связывания углерода в их биомассе.
Для климата и окружающей среды это, вероятно, хорошая новость, поскольку увеличение производства водорослей приведет к поглощению океаном большего количества CO₂. Однако биологические системы очень сложны, и трудно давать точные прогнозы, поскольку другие механизмы могут действовать в противоположном направлении. Хотя многие переменные еще предстоит изучить, исследователи подчеркивают, что это открытие слишком значимо, чтобы его игнорировать. Будущие климатические модели Арктики должны включать этот вновь идентифицированный процесс для более точного прогнозирования экологических и атмосферных последствий.