24 просмотров

«Мертвые зоны» океана выделяют один из худших парниковых газов

(Анджей Сувара/Unsplash)

В октябре 2019 года я вместе с группой ученых отправился в плавание на борту канадского корабля береговой охраны «Джон П. Талли» в северо-восточной части Тихого океана, у побережья острова Ванкувер.

Борясь с бурным морем и недостатком сна, мы провели большую часть недели, работая плечом к плечу в небольшом стационарном холодильнике, анализируя донные отложения, чтобы узнать больше о влиянии условий с низким содержанием кислорода на глубоководную среду.

Когда организмы умирают, они тонут в толще воды, потребляя кислород в подповерхностном океане по мере разложения. Это приводит к полосам обедненной кислородом воды, называемым зонами минимума кислорода или «мертвыми зонами».

Эти суровые условия непригодны для жизни большинства организмов. Хотя в некоторых районах они встречаются естественным образом, мертвые зоны часто появляются после того, как удобрения и сточные воды смываются вниз по течению в прибрежные районы, вызывая цветение водорослей, которые затем отмирают и разлагаются.

Одно из наших исследований той экспедиции показало, что отложения под бедными кислородом водами являются значительным источником закиси азота (N2О). Этот газ выбрасывается в атмосферу, когда глубинные воды поднимаются на поверхность в процессе, известном как апвеллинг.

Закись азота, более известная как «веселящий газ», является мощным парниковым газом, в 300 раз более сильным, чем углекислый газ.

Статья в тему:  На какой планете наблюдается безудержный парниковый эффект

Глобальные выбросы N2O увеличиваются в результате деятельности человека, стимулирующей его производство.

Н2О горячие точки

В настоящее время на океаны приходится около 25 процентов мирового N2Выбросы O, и ученые работают над улучшением оценок вклада морской среды.

Большинство исследований было сосредоточено на зонах минимума кислорода, которые известны как горячие точки азота.2О выбросы.

Потепление океана из-за изменения климата приводит к расширению зон минимума морского кислорода во всем мире. Это привело к предположению, что Н.2Выбросы O из океанов будут продолжать увеличиваться и еще больше ускорят изменение климата.

Наши результаты показывают, что даже больше N2Производство O можно ожидать там, где эти воды с низким содержанием кислорода соприкасаются с морским дном.

Азот является важным компонентом жизни на Земле и существует в окружающей среде во многих различных формах. Специализированные группы одноклеточных микробов используют азотсодержащие соединения, такие как аммоний и нитраты, для получения энергии для управления клеточными функциями.

Эти метаболические реакции опосредуют превращение азота между различными его состояниями в окружающей среде, в ходе которого N2O может просачиваться в окружающую среду в качестве побочного продукта.

Помимо парникового эффекта, N2O также является преобладающим озоноразрушающим веществом, выбрасываемым в атмосферу.

В холодильной камере на борту Tully проводятся эксперименты по инкубации осадка. (Брет Джеймсон)

В холодильной камере на борту Tully проводятся эксперименты по инкубации осадка. (Брет Джеймсон)

Мангровые заросли как N2О банки

Осенью 2020 года наша команда отправилась на Бермудские острова, чтобы измерить N2Выбросы O в нетронутом мангровом лесу в сотрудничестве с Бермудским институтом наук об океане.

Статья в тему:  Что такое словарь парникового эффекта

Эти отложения были более мелкими и доступными для снорклинга, что позволило нам тщательно изучить их роль в N2O езда на велосипеде в различных условиях окружающей среды.

Мы обнаружили, что отложения морского дна в мангровых зарослях Бермудских островов фактически потребляли азот.2О из вышележащих морских вод. Похожие N2O «раковины» были описаны ранее в других нетронутых системах, включая эстуарии, мангровые заросли и даже наземные почвы.

Способность этих областей рисовать N2O из атмосферы связан с концентрацией азотсодержащих питательных веществ в окружающей среде. Производство закиси азота подавляется, когда этих азотсодержащих питательных веществ не хватает.

Когда уровни питательных веществ достаточно низки, морские среды обитания могут действовать как чистые потребители азота.2О.

Отложения, действующие как N2Поглотители O также могут выступать в качестве чистых источников N.2O в атмосферу при повышенной нагрузке азотом из сельскохозяйственных стоков и городских сточных вод.

Действительно, мангровые заросли и другие прибрежные экосистемы, в которые постоянно поступает растворенный азот, как правило, содержат большое количество азота.2О излучатели.

Степень, в которой нетронутая окружающая среда может служить буфером против увеличения содержания азота в атмосфере.2Концентрация O все еще не определена. Большинство исследований на сегодняшний день сосредоточены на густонаселенных и сильно нарушенных регионах Европы и Азии, которые действуют как источники азота.2О.

Это оставляет много информации о роли нетронутых морских местообитаний в качестве N2Поглотители O и их общее влияние на глобальные N2О бюджеты.

Статья в тему:  Каковы последствия парникового эффекта

Целевое удобрение

Хотя сокращение будущего морского N2Выбросы O зависят от более сложной проблемы замедления роста и распространения зон минимума кислорода в морской среде, действия по сохранению и восстановлению нетронутой прибрежной среды являются податливыми вмешательствами, которые могут быть реализованы в краткосрочной перспективе.

В настоящее время на сельскохозяйственные методы человека приходится более двух третей глобального азота.2О выбросы.В результате большое внимание было направлено на снижение количества избыточного азота, добавляемого в сельскохозяйственные почвы с помощью удобрений.

Поскольку питательные вещества, которые не поглощаются растениями, часто попадают в водоразделы, впадающие в океан, политика, направленная на решение проблемы чрезмерного использования удобрений, также принесет пользу прилегающим водным экосистемам.

Однако для дальнейшего сокращения морских выбросов потребуется многогранный подход, который также касается развития прибрежных районов и методов удаления сточных вод в сильно пострадавших районах.

Организация Объединенных Наций объявила 2021 год началом Десятилетия наук об океане в интересах устойчивого развития. Детализация жизненно важной связи между океанами и изменением климата никогда не была более своевременной, чем сейчас.

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x