L&O: темпы биоутилизации N₂O в Черном море превосходят его выделение Эффективный живой фильтр защищает атмосферу от веселящего газа — парникового и озоноразрушающего.
Анаэробные микроорганизмы в Черном море производят огромное количество закиси азота, но на поверхность она почти не выходит. Ученые из Института морской микробиологии Общества Макса Планка узнали, почему.
Загадка черноморской закиси азота
Закись азота N₂O — это не только веселящий газ, но еще и мощный парниковый, а также озоноразрушающий. Мировой океан — один из основных его природных источников.
В океане большие объемы N₂O образуются в основном в районах, бедных кислородом. В этих так называемых бескислородных водах процветают анаэробные микроорганизмы, способные производить этот газ. Черное море — крупнейший в мире аноксичный бассейн, где толща бескилородной воды простирается на глубине от 150 до более чем 2000 метров. Однако, судя по всему, оттуда выходит очень мало закиси азота.
«Для этого возможны две причины, — говорит первый автор Ян фон Аркс. — Либо там образуется мало N₂O, либо произведенный N₂O удаляется до того, как достигнет поверхности. Мы хотели изучить это, рассмотрев биологические процессы, участвующие в производстве и потреблении закиси азота, а также определить микроорганизмы, ответственные за круговорот этого важного парникового газа».
Ученые отправились в западную часть Черного моря на научно-исследовательском судне «Посейдон», чтобы взять пробы воды, оценить условия окружающей среды и провести большую серию экспериментов, с подробностями которых можно ознакомиться в журнале Limnology and Oceanography.
Они обнаружили, что активный круговорот закиси азота происходит в субоксической зоне Черного моря — зоне воды с малым содержанием кислорода, которая отделяет бескислородные придонные воды от богатой кислородом поверхности.
«Различные микроорганизмы выделяют много закиси азота посредством разных процессов. Однако восстановление N₂O в N₂ другими микробами опережает это производство. Следовательно, малые выбросы закиси азота из Черного моря, вероятно, являются результатом незначительного, но постоянного производства в кислородных водах, где ей удается избежать потребления», — объясняет фон Аркс.
Микроорганизмы, восстанавливающие N₂O, действуют как эффективный живой фильтр, не позволяющий этому мощному парниковому газу достичь атмосферы. Ученым удалось определить основные виды, занятые в этом процессе.
«В глобальном масштабе мы, к сожалению, очень мало знаем о скоростях восстановления N₂O в Мировом океане. Таким образом, наша картина экологического цикла этого важного парникового газа остается неполной, и необходимо больше исследований. Это особенно актуально в свете изменения климата», — убежден биогеохимик.
Что дальше
Из-за глобального потепления потери кислорода в океане ускоряются, и по прогнозам, в будущем доля обедненных кислородом вод будет расширяться. В таких условиях можно ожидать увеличения выбросов закиси азота.
«Закись азота — третий по распространенности парниковый газ и сильное озоноразрушающее вещество, которое сохраняется в атмосфере около 120 лет. Океан — важный природный источник N₂O, поэтому нужно понять динамику его источников и утилизации в нем. Мы надеемся, что наша работа поможет оценить реакцию производства N₂O в морских средах на текущее изменение климата», — заключил фон Аркс.