Среда, 21 февраля, 2024
ДомойЗемляЗамороженная капсула времени: 800-летнее ледяное ядро ​​раскрывает удивительную правду об океанской жизни

Замороженная капсула времени: 800-летнее ледяное ядро ​​раскрывает удивительную правду об океанской жизни

- Advertisement -

Исследование Вашингтонского университета, анализирующее 800-летний ледяной керн, предполагает, что популяции фитопланктона в Северной Атлантике оставались стабильными с индустриальной эпохи. Это открытие бросает вызов предыдущим предположениям о значительном снижении выбросов и подчеркивает влияние промышленных загрязнителей на химию атмосферы. Фото: SciTechDaily.com

Новое исследование показывает, что популяции фитопланктона Северной Атлантики были стабильными с индустриальной эпохи, что противоречит предыдущим исследованиям сокращения.

Перефразируя Марка Твена, сообщения об уменьшении количества фитопланктона в Северной Атлантике, возможно, сильно преувеличены. А выдающееся исследование 2019 года использовали ледяные керны в Антарктиде, чтобы предположить, что продуктивность морской среды в Северной Атлантике снизилась на 10% в индустриальную эпоху, что вызывает тревожные последствия, что эта тенденция может продолжиться.

Но новое исследование под руководством Вашингтонский университет показывает, что морской фитопланктон, от которого зависят более крупные организмы во всей морской экосистеме, может быть более стабильным, чем считалось в Северной Атлантике. Анализ ледяного ядра возрастом 800 лет показывает, что более сложные атмосферные процессы могут объяснить недавние тенденции.

Исследование было опубликовано недавно в журнале Труды Национальной академии наук.

Спутники могут обнаружить отражения хлорофилла в организмах, которые используют эту молекулу для фотосинтеза. На этом изображении показаны отражения фитопланктона в Северной Атлантике, кружащиеся в океанских течениях. Хотя предыдущее исследование ледяных кернов пришло к выводу, что количество фитопланктона в Северной Атлантике сократилось на 10% с середины 1800-х годов, новое исследование показывает, что эти популяции, в конце концов, могут быть стабильными. Кредит: НАСА

Понимание роли фитопланктона

Крошечные плавающие фотосинтезирующие организмы, известные как фитопланктон, составляют основу морской экосистемы. Эти микроскопические существа также важны для планеты в целом, производя примерно половину кислорода в атмосфере Земли.

Поскольку фитопланктон сложно подсчитать, ученые пытаются измерить его численность другими способами. Фитопланктон выделяет диметилсульфид — пахучий газ, который придает пляжам характерный запах. Попав в воздух, диметилсульфид превращается в метансульфокислоту. кислота, или MSA, и сульфат. В конечном итоге они выпадают на землю или снег, что делает ледяные керны одним из способов измерения прошлых размеров популяций.

Бекки Александер в холодильной камере IsoLab Университета Вашингтона со льдом, высверленным из ледяного покрова, который сохраняет атмосферные условия предыдущих столетий. Ее команда проанализировала ледяной керн из центральной Гренландии, чтобы показать, что выбросы фотосинтезирующих морских организмов стабильны с середины 1800-х годов. Фото: Марк Стоун/Вашингтонский университет.

Информация из ледяных кернов Гренландии

«Керны льда в Гренландии демонстрируют снижение концентрации MSA в индустриальную эпоху, что было признано признаком снижения первичной продуктивности в Северной Атлантике», — сказала ведущий автор Урсула Джонгеблод, аспирантка Университета Вашингтона в области атмосферных наук. «Но наше исследование сульфатов в керне льда Гренландии показывает, что один только MSA не может рассказать нам всю историю, когда речь идет о первичной продуктивности».

С середины 1800-х годов фабрики и выхлопные трубы также выбрасывают в воздух серосодержащие газы. Эти газы имеют несколько разные формы атомов серы, что позволяет различать морские и наземные источники в ледяных кернах.

Более глубокая историческая перспектива

Новое исследование идет дальше, чем предыдущее, измеряя несколько серосодержащих молекул в ледяном керне центральной Гренландии со слоями, охватывающими период с 1200 по 2006 годы. Авторы показывают, что антропогенные загрязнители изменили химический состав атмосферы. Это, в свою очередь, изменило судьбу газов, выделяемых фитопланктоном.

«Изучая ледяные керны, мы обнаружили, что количество сульфатов, полученных из фитопланктона, увеличилось в индустриальную эпоху», — сказал Джонгеблуд. «Другими словами, снижение MSA «компенсируется» одновременным увеличением количества сульфатов, полученных из фитопланктона, что указывает на то, что выбросы серы, полученные из фитопланктона, в целом остались стабильными».

Урсула Джонгеблод из IsoLab Университета Вашингтона использует машину, называемую масс-спектрометром стабильных изотопов, для измерения изотопов серы в ледяном керне из Гренландии. Изотопы серы в кернах льда показывают, как источники сульфатов, включая морской фитопланктон, сжигание ископаемого топлива и вулканические выбросы, изменились за предыдущие столетия. Фото: Марк Стоун/Вашингтонский университет.

Последствия и будущие исследования

Когда этот баланс включен в расчеты, популяции фитопланктона кажутся довольно стабильными с середины 1800-х годов. Однако исследователи предупреждают, что морские экосистемы остаются под угрозой со многих сторон.

«Измерение как MSA, так и сульфата, полученного из фитопланктона, дает нам более полную картину того, как выбросы от морских первичных производителей изменились — или не изменились — с течением времени», — сказала старший автор Бекки Александер, профессор атмосферных наук из Университета Вашингтона.

«Измерения ледяного керна наряду с другими независимыми оценками численности фитопланктона (такими как измерения хлорофилла) и в сочетании с исследованиями моделирования (которые помогают нам оценить, как химия атмосферы и климат меняются с течением времени) могут помочь нам понять, как продуктивность морской среды изменилась в прошлом и как производительность может измениться в будущем».

Ссылка: «Снижение содержания метансульфоновой кислоты в Арктике в индустриальную эпоху компенсируется увеличением количества биогенных сульфатных аэрозолей», Урсула А. Джонгеблуд, Эндрю Дж. Шауэр, Джихонг Коул-Дай, Карли Г. Ларрик, Уильям К. Портер, Линия Ташмим, Шутинг Чжай , Сара Салими, Шана Р. Эдуард, Лэй Гэн и Бекки Александер, 17 ноября 2023 г., Труды Национальной академии наук.
DOI: 10.1073/pnas.2307587120

Другими соавторами являются ученый-исследователь Эндрю Шауэр, докторант Шутинг Чжай и бывшие студенты Сара Салими и Шана Эдуард из UW; Джихонг Коул-Дай и Карли Ларрик из Университета штата Южная Дакота; Уильям Портер и Линия Ташмим из Калифорнийского университета в Риверсайде; и Лей Гэн из Университета науки и технологий Китая.

Исследование финансировалось Национальным научным фондом и Национальным фондом естественных наук Китая.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме