Группа ученых под руководством океанографа из Университета Тулейна обнаружила, что отложения глубоко под морем позволяют измерить содержание кислорода в океане и его связь с углекислым газом в атмосфере Земли. Результаты, опубликованные 19 января в журнале Science Advances, помогают объяснить роль океана в прошлых циклах таяния ледников и могут улучшить прогнозы того, как углеродный цикл океана реагирует на глобальное потепление.
По мере того как ледниковые периоды переходят в более теплый климат, океаны регулируют содержание углекислого газа в атмосфере, высвобождая углерод, хранящийся в глубоководных водах. Исследование показывает удивительную корреляцию между глобальным уровнем кислорода в океане и углекислым газом в атмосфере с последнего ледникового периода до сегодняшнего дня - и по мере потепления климата выброс углерода из глубин океана, вероятно, увеличится.
«Это исследование раскрывает важную роль Южного океана в контроле глобальных запасов кислорода в океане и хранения углерода», — сказал ведущий исследователь И Ван, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Тулейнском колледже науки и техники. Она специализируется на морской биогеохимии и палеоокеанографии. «Это будет иметь значение для понимания того, как океан, особенно Южный океан, будет динамически влиять на углекислый газ в атмосфере в будущем».
Ван провел исследование вместе с коллегами из Океанографического института Вудс-Хоул, ведущей в мире независимой некоммерческой организации, занимающейся исследованием, разведкой и образованием океана. Она работала в институте до поступления в Тулейнский университет в 2023 году.
Команда проанализировала отложения морского дна, собранные в Аравийском море, чтобы восстановить среднее содержание кислорода в мировом океане тысячи лет назад. Они точно измерили изотопы металлического таллия в отложениях, что показало, сколько кислорода было растворено в мировом океане во время формирования отложений.
«Изучение этих изотопов металлов во время ледниково-межледниковых переходов никогда раньше не проводилось, и эти измерения позволяют нам существенно реконструировать прошлое», — сказал Ван.
Соотношения изотопов таллия показывают, что мировой океан в целом потерял кислород во время последнего ледникового периода по сравнению с нынешним, более теплым межледниковьем. Их исследования показывают, что мировые океаны пережили тысячелетнюю деоксигенацию во время внезапного потепления в северном полушарии и что океаны получили больше кислорода во время внезапного похолодания, которое перешло от последнего ледникового периода к сегодняшнему дню. Исследователи объяснили наблюдаемые изменения содержания кислорода в океане эволюцией Южного океана.
«Это исследование является первым, которое показывает среднюю эволюцию содержания кислорода в мировом океане с момента перехода Земли от последнего ледникового периода к периоду потепления за последние 10 000 лет», — сказал Суне Нильсен, научный сотрудник Института науки Всемирной организации здравоохранения и соавтор исследования. «Эти новые данные действительно важны, потому что они показывают, что Южный океан играет решающую роль в регулировании углекислого газа в атмосфере. Учитывая, что высокие широты являются районами, наиболее подверженными антропогенному изменению климата, вызывает беспокойство тот факт, что эти регионы также оказывают большое влияние на атмосферный углекислый газ».