Революция пришла с морского дна: в недрах океана обнаружено, как природа сама блокирует выбросы углерода

Ученые все ближе подбираются к разгадке того, как океаны десятилетиями удерживают углерод и не дают ему вернуться в атмосферу. Новое исследование показало, что ключевые механизмы этого процесса долгое время оставались недооцененными. Их понимание может изменить подходы к борьбе с выбросами CO₂. Об этом сообщает научное издание Nature Geoscience.

Фото: Designed by Freepik by freepik is licensed under publik domain

Море

Почему морские отложения важны для климата

Морские осадки — один из крупнейших природных резервуаров органического углерода на планете. Именно здесь значительная часть углерода "запечатывается" на тысячелетия, не участвуя в формировании парникового эффекта. Если бы этот углерод высвобождался быстрее, концентрация CO₂ в атмосфере была бы существенно выше.

Долгое время ученые не могли точно объяснить, почему органический углерод в морских отложениях сохраняется так эффективно. Новая работа исследователей из университетов Манчестера и Лидса проливает свет на этот процесс, показывая, что дело не в одном факторе, а в сочетании нескольких сложных механизмов.

Два процесса, которые меняют картину

Исследование выделяет два ключевых механизма — сорбцию и молекулярную трансформацию. Именно они позволяют углероду оставаться стабильным даже в биологически активной среде океана.

Сорбция заключается в том, что молекулы органического углерода "прилипают" к поверхности минеральных частиц в осадках. Такой минеральный экран защищает углерод от разрушения микроорганизмами и ферментами. Параллельно работает молекулярная трансформация: небольшие и химически активные соединения превращаются в более крупные и устойчивые структуры, менее подверженные разложению.

"Искусственный интеллект, который часто воспринимается как черный ящик, при правильном использовании помогает прояснить сложные экологические процессы", — отметил ведущий автор исследования доктор Пейман Бабахани.

Как углерод уходит вглубь океана

На поверхности морского дна эти процессы стабилизируют органический углерод, замедляя его разложение. Затем осадки постепенно погружаются глубже, где условия становятся еще менее благоприятными для биодеградации. В таком виде углерод может оставаться изолированным от атмосферы чрезвычайно долго, играя важную роль в глобальном углеродном цикле.

Именно эта естественная "изоляция" снижает объемы CO₂, которые могли бы вернуться в атмосферу и усилить изменение климата.

Цифровая модель нового поколения

Чтобы описать эти процессы, ученые разработали комплексную численную модель, объединившую ранее разрозненные элементы. В нее вошли сорбция, молекулярная трансформация, захоронение осадков и гидролиз растворенного органического углерода.

Для повышения точности использовались методы Монте-Карло и нейронные сети. Проведя более тысячи симуляций, исследователи смогли оценить вклад каждого механизма. Результаты показали, что эффективность сохранения органического углерода может достигать 43,8% — почти втрое больше, чем предполагали классические модели.

Перспективы для борьбы с выбросами CO₂

Полученные данные открывают путь к новым климатическим стратегиям. Понимание естественных механизмов связывания углерода позволяет рассматривать подходы, которые усиливают или имитируют эти процессы, не нарушая экосистемный баланс. В частности, обсуждается оптимизация методов океанического удобрения для стимуляции фитопланктона и последующего захоронения углерода в осадках.

Кроме того, результаты могут лечь в основу более точной климатической политики, ориентированной на природные возможности океанов по улавливанию углерода.

Популярные вопросы о роли океанов в улавливании CO₂

Как океаны помогают снижать уровень углекислого газа?

Они поглощают углерод и сохраняют его в виде органического вещества в донных отложениях.

Можно ли усилить этот эффект искусственно?

Теоретически да, но только при строгом контроле, чтобы не нарушить морские экосистемы.

Что лучше — технологические или природные решения?

Наиболее эффективным считается сочетание технологических мер и использования природных механизмов.