Антарктида сбрасывает ледяную броню: обнажённые горы запускают тайный механизм очистки атмосферы

Таяние антарктических льдов усилило поглощение CO₂ океаном — Nature Communications

Антарктида выглядит вечной и неподвижной: километры льда, ветры, которые словно бритва режут воздух, и холодный океан, никогда не знающий покоя. Но именно здесь, под этим покровом тишины и холода, происходят процессы, влияющие на климат всей планеты.

Новое исследование показало, что таяние льда не только меняет облик континента, но и помогает океану очищать атмосферу от углекислого газа. Об этом сообщает Nature Communications.

Когда лёд уходит, появляются горы

Постепенное потепление ускоряет отступление ледяных щитов. Когда ледники сокращаются, на поверхности начинают проступать нунатаки — горные вершины, когда-то скрытые подо льдом.

На первый взгляд это лишь каменные островки среди белизны, но именно они запускают один из самых неожиданных климатических механизмов. Влияние подобных процессов уже наблюдается и в других областях региона, где дыра в озоновом слое Земли постепенно зарастает, изменяя циркуляцию воздуха над Антарктидой.

Обнажённые породы подвергаются воздействию солнца, ветра и перепадов температуры. Эти силы вызывают выветривание — разрушение минералов с образованием новых соединений, богатых питательными элементами. Образующиеся отложения попадают в ледники и айсберги, а затем медленно переносятся в океан, где их влияние становится глобальным.

Исследования велись в горах Сёр-Рондане — одном из районов, где этот процесс особенно активен. Сравнение образцов из разных регионов показало значительные различия в составе пород и количестве содержащегося в них железа, что может изменить понимание роли Антарктиды в мировой климатической системе.

Железо — ключ к дыханию океана

Анализ проб показал: породы, находящиеся над уровнем льда, содержат железа в десять раз больше, чем образцы из глубинных слоёв. Это значит, что новые участки суши становятся своеобразными фабриками по производству питательных веществ.

С течением времени частицы железа попадают в океан, где играют решающую роль в жизни фитопланктона — микроскопических водорослей, поглощающих CO₂ во время фотосинтеза.

"Наши результаты показывают, что обнажённые коренные породы в Антарктиде действуют как железная фабрика", — сказала доктор Кейт Уинтер, доцент Школы географии и естественных наук Нортумбрийского университета.

Учёные выяснили, что отложения, формирующиеся на поверхности нунатаков, содержат втрое больше извлекаемого железа, чем частицы, уже вовлечённые в ледниковое движение.

На некоторых камнях исследователи заметили настоящую ржавчину — признак насыщения кислородом и активного окисления. Всё это усиливает процессы разрушения и образование новых минералов.

По словам Уинтер, летом тёмные породы нагреваются сильнее окружающего воздуха — иногда до 20 °C. Такое нагревание ускоряет химические реакции и способствует выделению железа, которое потом с потоками талой воды достигает океана.

Как фитопланктон превращает железо в кислород

Спутниковые снимки показывают: у выхода ледников в Южный океан часто наблюдаются зоны цветения фитопланктона. Этот "зелёный прилив" напрямую связан с поступлением питательных веществ, особенно железа.

Чем больше железа — тем интенсивнее фотосинтез, а значит, тем больше углекислого газа связывается в органические структуры. В этих же районах исследователи всё чаще фиксируют новые виды морских существ в Антарктиде, реагирующие на изменения условий среды.

Фитопланктон служит основой океанической экосистемы. Он не только обеспечивает морскую жизнь кислородом, но и регулирует глобальный углеродный цикл. Когда колонии микроводорослей отмирают, углерод из их тканей оседает в глубинных слоях, где может оставаться тысячелетиями. Таким образом, даже крошечные частицы, зародившиеся в антарктических горах, влияют на климат всей планеты.

Влияние на углеродный баланс Земли

"Благодаря нашему исследованию мы теперь знаем, что отложения на Антарктическом континенте могут способствовать поглощению атмосферного углекислого газа океаном", — сказала доктор Уинтер.

Учёные подчёркивают, что эффект пока локален — он наблюдался только в одной ледниковой системе. Но если аналогичные процессы идут в других районах, их совокупный вклад может оказаться значительным.

Скорость этих процессов зависит от динамики ледников: чем быстрее они отступают, тем активнее обнажаются породы, а значит, увеличивается поступление железа в океан.

Путешествие минералов длиной в 100 000 лет

Даже если сегодня в горах формируются богатые питательными веществами отложения, путь этих частиц до океана долгий. Ледники движутся крайне медленно, и минералы могут преодолевать расстояние к побережью от 10 000 до 100 000 лет.

Доктор Сиан Хенли, морской биолог из Университета Эдинбурга, пояснила, что современные наблюдения дают лишь краткий "моментальный снимок" процессов, а реальную картину можно восстановить только по анализу донных отложений.

Сравнение: Антарктида и другие климатические зоны

Чтобы понять масштаб происходящего, учёные сравнивают Антарктиду с другими регионами, где таяние льда уже влияет на биогеохимические процессы. Например:

В Гренландии талая вода насыщена кремнием и алюминием, но бедна железом.
В Арктике выветривание идёт быстрее, но масштаб потоков меньше.
В Антарктиде процесс медленнее, зато охватывает огромные площади и даёт особенно чистое железо, пригодное для усвоения фитопланктоном.