Исследования, посвященные сложному циклу и последствиям изменения климата

Фитопланктон небольшой по размеру, но мощный. Являясь одними из крупнейших двигателей первичного производства в океанах Земли, они преобразуют солнечный свет и углекислый газ (CO2) в органические материалы.₂) в химическую энергию, образуя основу водной пищевой сети и ежегодно перенося около 10 миллиардов метрических тонн углерода из атмосферы в глубины океана.

Несмотря на то, что азот является наиболее распространенным элементом в атмосфере Земли, он является ограничивающим фактором для роста фитопланктона в большинстве океанов. Это особенно актуально для Северного Ледовитого океана, где географические и климатические факторы способствуют особенно сложному азотному циклу.

в Журнал геофизических исследований: биогеонауки Кевин Арриго и его коллеги анализируют текущие знания О том, как азот попадает в воды Арктики и меняет свои формы, а также как эта динамика будет меняться при изменении климата.

Среди наиболее важных источников азота в Северном Ледовитом океане — горизонтальные потоки воды из других океанов, в первую очередь из Атлантического океана, который переносит в Арктику почти в четыре раза больше воды, чем Тихий океан. Другие источники включают повышение уровня воды и рек.

Азот в океане принимает множество форм, включая множество органических и неорганических видов, которые могут быть растворены или представлены в виде твердых частиц. Ранней весной растворенные нитраты являются основной формой азота на поверхности Арктики, но фитопланктон быстро поглощает их и позже в этом сезоне обращается к переработанному аммонию в качестве основного источника.

Большая часть органического азота в виде частиц, образующегося в результате роста фитопланктона, откладывается в отложениях или глубоководных водах вблизи морского дна. Бактерии могут потреблять этот органический азот и превращать его в формы, которые могут возвращаться в верхнюю часть толщи воды или возвращаться в атмосферу, чтобы продолжить цикл.

Авторы предполагают, что изменение климата будет все больше влиять на круговорот азота в Северном Ледовитом океане. Частые лесные пожары в Арктике приведут к увеличению выбросов углерода и азота.₂ Высокие уровни углекислого газа способствуют закислению океана, что, вероятно, влияет на процесс нитрификации (преобразование аммония в нитрит и нитрат), хотя неясно, как именно это происходит.

Таяние морского льда, вероятно, также будет иметь сложные последствия: большее количество пресной воды, попадающей в океан, может увеличить стратификацию океана, но это также оставит большую часть океана открытой для ветров, что может привести к усилению перемешивания океана и уменьшению стратификации.

Эта история переиздана с разрешения Eos, организованного Американским геофизическим союзом. Прочитать оригинальную историюздесь.