Буря превращает океан в гигантский фильтр: пузырьки воздуха уносят углекислый газ в глубины на десятилетия

Новые измерения показали неожиданный эффект: сильные морские волны помогают океанам поглощать больше углекислого газа, чем считалось ранее. Это открытие меняет представления о возможностях природных хранилищ CO₂ и корректирует расчёты глобального углеродного бюджета.

Исследователи выяснили, что роль океана в сдерживании потепления была занижена. Об этом сообщает Focus.

Как волны усиливают поглощение CO₂

Океан остаётся крупнейшим природным поглотителем углерода: ежегодно он улавливает около трёх миллиардов тонн CO₂. Однако новые данные показали, что этот показатель недооценивался из-за отсутствия важных физических параметров в климатических моделях.

Главный процесс связан с тем, что ветер и сильные волны разбивают поверхность воды, унося под неё воздух в виде пузырьков. На глубине давление увеличивается, и углекислый газ растворяется особенно эффективно — быстрее и надолго, что ранее не учитывалось.

Исследователи из GEOMAR при участии международных партнёров впервые систематически изучили этот эффект на большом массиве данных. Впервые удалось наблюдательно подтвердить, что интенсивное поглощение сопровождается более медленным возвратом CO₂ обратно в атмосферу.

Почему прежние модели ошибались

Долгое время климатические расчёты исходили из симметричного обмена между океаном и атмосферой: углекислый газ должен был проникать в воду и выходить из неё примерно с одинаковой скоростью.

Такая схема упрощала моделирование, но не отражала реальных физических процессов. Новые аналитические методы позволили выявить систематическую неточность, которая накапливалась годами.

Ученые обработали более 4 000 прямых измерений обмена воздухом и водой, полученных во время 17 исследовательских экспедиций. Благодаря двумерной методике анализа впервые удалось зафиксировать асимметрию не только теоретически, но и в реальных наблюдениях.

Сколько CO₂ поглощают океаны на самом деле

На основе обновлённых данных исследователи пересчитали глобальные потоки углерода за период с 1991 по 2020 год. Оказалось, что океан ежегодно поглощал на 300-400 миллионов тонн углерода больше, чем предполагали прежние оценки.

Этот эффект составляет около одной шестой всей мировой поглощающей способности океанов.

В целом глобальная поглощаемость оказалась примерно на 15% выше прежних расчётов. Для климатических сценариев это критично: многие политические цели и международные соглашения опираются на эти данные.

Кроме того, специалисты отмечают постепенное усиление эффекта — прирост составляет около трёх миллионов тонн углерода в десятилетие.

Где океан поглощает CO₂ сильнее всего

Эффект распределён по планете неравномерно. Максимальная интенсивность наблюдается в районах с сильным ветром и высоким волнением, прежде всего в Южном океане вокруг Антарктиды.

На него приходится почти половина дополнительного поглощения. Широкие акватории, частые штормы и большие открытые пространства создают идеальные условия для захвата воздуха и погружения пузырьков.

Значение имеет и сезонность: зимой количество штормов увеличивается, а площадь океанической поверхности, которая является чистым поглотителем CO₂, возрастает — с прежних 65% до примерно 75%.

Последствия для климатических моделей

Новое исследование демонстрирует давнюю проблему: реальные океанические данные и результаты глобальных моделей часто расходятся. Теперь расхождение стало ещё заметнее.

Это требует адаптации климатических моделей, поскольку долгосрочные прогнозы должны максимально точно отражать реальные процессы. Без учёта асимметрии обмена CO₂ неопределённость возрастает, что особенно критично для расчётов на десятилетия вперёд.

Кроме того, результаты подчёркивают необходимость новых методик наблюдений, чтобы сократить разрыв между моделями и данными.

Почему процесс долго оставался незамеченным

Установить точные измерения в условиях сильного ветра и высокого волнения сложно: техника достигает пределов возможностей, а экспедиции становятся рискованными.

Именно там, где эффект наиболее выражен, долгое время не было надёжных данных. Новая работа лишь частично закрывает этот пробел, но создаёт основу для улучшения измерений и модели в будущем.

Исследование показало, что океан поглощает больше CO₂, чем считалось ранее, и что роль волн и пузырьков воздуха в этом процессе существенна. Новые данные уточняют глобальный углеродный баланс, усиливают точность климатических прогнозов и задают направление для дальнейших исследований.

Понимание того, как именно океан помогает стабилизировать климат, становится ключевым фактором в разработке международных стратегий по снижению выбросов.