Когда дым от лесных пожаров Австралии в 2019-2020 годах распространился по Южному океану, частицы, богатые железом, которые он отложил в океане, вызвали цветение водорослей, превышающее размеры Австралии, и оказали быстрое и продолжительное воздействие на морскую экосистему Южного океана и ее углеродный цикл.
В новом исследовании Института морских и антарктических исследований (IMAS) ученые обнаружили, что железо из разрушительных лесных пожаров было переработано внутри цветения, что позволило ему сохраниться в течение беспрецедентных девяти месяцев. Неожиданное увеличение содержания железа также вызвало отчетливые физиологические реакции в клетках фитопланктона – микроскопических “дрейфующих растений”, находящихся в основании пищевой цепи океана. Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
“Южный океан играет жизненно важную роль в глобальном углеродном цикле и отвечает почти за половину ежегодного переноса углерода из поверхностных вод в океаническую бездну”, — делится кандидат наук IMAS и ведущий автор исследования Якоб Вайс.
Известно, что фитопланктон играет ключевую роль в этом переносе через процесс, называемый биологическим углеродным насосом океана, который захватывает и переносит углерод в глубины океана в виде тонущих океанических растений и животных.
“Проблема в том, что фитопланктону для процветания необходимо железо, а в Южном океане не хватает этого важного микроэлемента. Поэтому его биологический углеродный насос не так эффективен, как мог бы быть, и именно здесь в игру вступают пепел лесных пожаров и пыль пустынь. Мы знаем, что пепел от лесных пожаров и минеральная пыль богаты железом, и, как мы видели после недавних лесных пожаров, прирост фитопланктона стимулируется, когда эти частицы оседают на поверхности Южного океана. Но полное воздействие этого на морские экосистемы еще не измерено”, — рассказывает ученый.
Интенсивное единичное оплодотворение лесными пожарами в Австралии дало ученым возможность изучить физиологическую реакцию фитопланктона на выбросы лесных пожаров, и его способность выживать на собственном переработанном железе.
Химический океанограф и соавтор IMAS, профессор Занна Чейз, сказала, что реакции, выявленные исследовательской группой, могут быть напрямую связаны с выбросами лесных пожаров.
Исследовательская группа обнаружила, что цветение фитопланктона пережило лесные пожары почти на шесть месяцев, выдержав длительные периоды, когда железо поступало лишь спорадически с выбросами лесных пожаров и минеральной пылью.
“Железо, которое поддерживает цветение, поступает в результате рециркуляции железа, это происходит, когда оно выбрасывается обратно в воду. Клетка фитопланктона умирает, чтобы быть поглощенной новыми клетками”, — отметил профессор Чейз.
