Новое исследование, опубликованное в Nature Geoscience, выявило неожиданную связь между изменениями Западно-Антарктического ледяного щита (WAIS) и колебаниями роста морских водорослей в Южном океане на протяжении прошлых ледниковых циклов. Эти результаты ставят под сомнение устоявшиеся представления о роли железа в стимулировании биологической продуктивности океана.

Железо и айсберги: неожиданные выводы

В центре внимания исследования оказались осадочные породы, богатые железом, которые попадали в океан вместе с айсбергами, откалывающимися от Западной Антарктиды. Обычно железо считается важным питательным элементом, способствующим росту водорослей. Однако анализ керна осадочных пород, поднятого в 2001 году с глубины более пяти километров в Тихоокеанском секторе Южного океана, показал, что даже при высоком содержании железа не наблюдалось ускоренного роста водорослей.

Как отмечает ведущий автор исследования Торбен Струве из Университета Ольденбурга, обычно увеличение поступления железа в Южный океан стимулирует рост водорослей, что способствует большему поглощению океаном углекислого газа. Однако в данном случае этот механизм не сработал.

Почему железо не всегда эффективно?

Исследовательская группа объясняет этот парадокс химическими свойствами осадков, доставляемых айсбергами. Большая часть железа оказалась сильно выветренной, то есть подвергшейся значительным химическим изменениям с течением времени. В более тёплые периоды, когда больше льда откалывалось от Западной Антарктиды и дрейфовало на север, железо поступало в океан в плохо растворимой форме, малодоступной для водорослей. Поэтому даже при увеличении поступления железа биологический рост оставался ограниченным.

На основании этих данных учёные пришли к выводу, что дальнейшая потеря Западно-Антарктического ледяного щита может снизить способность Южного океана поглощать углекислый газ по мере потепления климата.

Роль железа в углеродном цикле

В водах вокруг Антарктиды именно железо часто ограничивает рост водорослей. Ранее считалось, что во время ледниковых периодов сильные ветры переносили богатую железом пыль с континентов в океан, что способствовало удобрению водорослей и увеличению поглощения углекислого газа, вызывая глобальное похолодание.

Однако новое исследование сосредоточено на водах к югу от антарктического полярного фронта. Здесь данные керна показали, что поступление железа было максимальным в тёплые интервалы, а не во время ледниковых периодов. Основным источником железа были не пылевые бури, а айсберги, откалывающиеся от Западной Антарктиды.

Значение формы железа

Как подчёркивает профессор Колумбийской школы климата Гизела Винклер, важно не только количество железа, поступающего в океан, но и его химическая форма. Железо, доставляемое айсбергами, может быть гораздо менее биодоступным, чем считалось ранее, что принципиально меняет представления о поглощении углерода в Южном океане.

Учёные предполагают, что под Западно-Антарктическим ледяным щитом находится слой древних, сильно выветренных пород. При отступлении ледяного щита в прошлые межледниковые периоды айсберги переносили большие объёмы этих минералов в южную часть Тихого океана. Несмотря на увеличение поступления железа, рост водорослей оставался ограниченным.

Последствия для будущего климата

По мере продолжения глобального потепления дальнейшее истончение Западно-Антарктического ледяного щита может привести к условиям, аналогичным тем, что наблюдались в последний межледниковый период. Хотя полное разрушение ледяного щита в ближайшем будущем маловероятно, уже сейчас фиксируется его истончение. Если отступление продолжится, ледники и айсберги будут быстрее разрушать выветренные слои пород, что может снизить поглощение углерода в Тихоокеанском секторе Южного океана по сравнению с нынешним уровнем. Это создаёт обратную связь, способную усилить изменения климата.