Рост кислотности океана усугубит глобальное потепление

Медленное и неумолимое увеличение кислотности океанов, впитывающих углекислый газ из атмосферы, может само по себе оказывать влияние на климат и усиливать глобальное потепление. Подкисление приводит к тому, что некоторые морские организмы снижают выделение соединений серы, которые способствуют образованию облаков и тем самым охлаждают планету.

Атмосферная сера, в большинстве своём попадающая в воздух из моря, — серьёзное препятствие на пути глобального потепления. Фитопланктон (фотосинтезирующие микроорганизмы, которые дрейфуют в освещённом слое воды) вырабатывает соединение под названием диметилсульфид (ДМС). Часть его входит в атмосферу, реагирует и производит серную кислоту, которая сгущается в аэрозоли (микроскопические частицы в воздухе). Аэрозоли играют роль «семян», вызывающих образование облаков, которые в свою очередь помогают охлаждать Землю, отражая солнечный свет.

Джеймс Лавлок и его коллеги в 1980-х предположили, что ДМС может обеспечить механизм обратной связи, ограничивающий глобальное потепление по «гипотезе Геи», то есть программы г-на Лавлока о саморегулирующейся Земле. Если с потеплением увеличится производительность планктона, океанические выбросы ДМС могут вырасти и помочь охладить Землю.

Недавно мнение сместилось в сторону прогнозирования этой связи в обратном направлении из-за подкисления. Всё больше СО₂ поступает в атмосферу и всё больше растворяется в морской воде, образуя угольную кислоту. Это приводит к уменьшению рН океанов, который уже упал на 0,1 по сравнению с доиндустриальной эпохой, а к 2100 году может снизиться в некоторых местах ещё на 0,5. И исследования с использованием «мезокосмов» (закрытых ёмкостей с морской водой) показали, что морская вода с более низким рН производит меньше ДМС. В глобальном масштабе снижение выбросов ДМС из-за подкисления может оказать существенное влияние на климат: создать положительную обратную связь и ускорить потепление.

Катарина Сикс из Метеорологического института Общества им. Макса Планка (ФРГ) и её коллеги наложили данные, полученные благодаря мезокосмам, на глобальную климатическую модель, разработанную в этом институте.

В «умеренном» сценарии Межправительственной группы экспертов по изменению климата, где нет никакого сокращения выбросов удерживающих тепло газов, среднемировая температура к 2100 году повышается на 2,1–4,4 °C. Добавление влияния подкисления на ДМС, которое учёные вычислили на основе трёх оценок силы корреляции между рН и производством ДМС, привело к дополнительному росту температуры в диапазоне между 0,23 и 0,48 °С.

«Результат сам по себе меня не слишком удивляет», — комментирует Майкл Стейнке из Университета Эссекса (Великобритания). Но, по его мнению, включение таких результатов в прогнозирующие глобальные модели необходимо.

Тем не менее г-н Стейнке указывает на собственное недавнее исследование, которое показало, что на океанические выбросы ДМС в большей степени влияет повышение температуры, а не кислотность. Чем теплее вода, тем больше в ней производится ДМС, то есть выработка соединения в будущем должна увеличиться. Новая работа тоже принимает потепление во внимание, но г-н Стейнке подчеркивает, что воздействие подкисления на производство ДМС всё-таки лучше понято, чем другие антропогенные изменения окружающей среды.

Морской бигеохимик Том Белл из Плимутской морской лаборатории (Великобритания) советует проявлять осторожность при экстраполяции данных, которые были получены благодаря эксперименту в мезокосме, который вёлся несколько недель, на то, что происходит в течение десятилетий. Г-жа Сикс признаёт ограниченность своего исследования. Она и сама указывает на то, что до сих пор не проведено ни одного эксперимента с использованием мезокосма в тропических и субтропических регионах. Кроме того, для минимизации ошибок следует работать с несколькими моделями, а не одной.

Так или иначе, но все согласны с тем, что морские организмы не только зависят от изменений в окружающей среде, но и могут повлиять на климат в ответ. «CO₂, поглощённый океаном, по-прежнему связан с климатом», — подчёркивает г-жа Сикс.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change.

Подготовлено по материалам Nature News.