Открит нов източник на метан в кислородните океански води

Проучване и основни изводи

Учени публикуваха ново изследване в списание Proceedings of the National Academy of Sciences, което идентифицира непознат досега източник на метан в открития океан. Според анализа, производството на метан може да се случва и в повърхностни води с високо съдържание на кислород, стига нивата на фосфор да са ниски. Това променя досегашното разбиране, че метанът в природата се образува главно в анаеробни среди като блата или дълбоки седименти.

Изследователският екип от Университета в Рочестър включва доцент Томас Уебър от Катедрата по науки за земята и околната среда, докторанта Шънюй Ван и постдокторанта Хуайжун Сюй. Те комбинират анализ на глобална база данни с компютърни модели, за да разкрият потенциалния механизъм и условията, при които той действа.

Как работи откритият механизъм

Екипът установява, че определени бактерии могат да разграждат органични материали и при този процес да отделят метан — но това става само когато липсва фосфат. По този начин недостигът на фосфат се явява ключов фактор, който позволява на микробите да произвеждат и освобождават метан в повърхностните океански води, дори при наличие на кислород.

Този резултат обяснява дълго наблюдавания парадокс: повърхностните океански води, богати на кислород, продължават да излъчват метан в атмосферата, въпреки че традиционните източници на метан изискват анаеробни условия. Откритието показва, че липсата на фосфат може да възпроизведе условия, благоприятни за метаногенеза и в оксигенирани водни слоеве.

Връзка с климатичните промени

Проучването разглежда и как климатичните промени могат да повлияят върху активността на този механизъм. Авторите посочват, че затоплянето на океана от повърхността надолу увеличава плътностните различия между повърхностните и дълбоките води. Това води до забавяне на вертикалното смесване, което е основният начин за пренос на хранителни вещества от дълбините към повърхността, включително фосфатите.

По-малкото вертикално смесване означава по-малко фосфати, достигащи до повърхностните води. Моделните симулации на екипа показват, че такова изчерпване на фосфатите на повърхността би създало условия, които подпомагат растежа на микробите, произвеждащи метан. В този случай океанът би могъл да започне да изпуска в атмосферата повече метан, което би засилило парниковия ефект.

Така се очертава потенциално тревожен обратен цикъл: по-топли океани → по-малко вертикално смесване → по-ниски нива на фосфат на повърхността → повече микробно производство на метан → допълнително затопляне.

Значение за климатичните прогнози

Авторите подчертават, че недостигът на фосфат трябва да се разглежда като основен регулатор на производството и изпускането на метан в открития океан. „Това означава, че недостигът на фосфат е основният фактор, който определя производството и изпускането на метан в открития океан“, казва Томас Уебър.

Уебър добавя и по-широко значение на изследването за климатичните модели: „Нашето проучване ще помогне да се запълни празнина в климатичните прогнози, които често пренебрегват взаимодействието между променящата се околна среда и естествените източници на парникови газове в атмосферата.“

Последващи стъпки

Резултатите показват необходимост от по-широко мониториране на нутриентните условия в океаните и от включване на такива микробни процеси в климатичните модели. По-пълното разбиране на това как фосфатните нива и океанската циркулация взаимодействат с микробните общности ще бъде важно за по-точно прогнозиране на бъдещите емисии на метан от морските системи.

Изводите от изследването поставят нов акцент върху ролята на хранителните вещества в регулирането на парниковите газове и предизвикват необходимост от интегриран подход между океанография, микробиология и климатично моделиране.