Ученые выяснили, что "мертвые зоны" океана выделяют один из самых вредных парниковых газов

Когда организмы умирают, они погружаются в водную толщу, где по мере разложения потребляют кислород в подповерхностном океане. Это приводит к образованию слоя воды с дефицитом кислорода, называемых зонами кислородного минимума, или "мертвыми зонами", пишет Science Alert.

Эти суровые условия окружающей среды 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 области, вызывая цветение водорослей, которые затем отмирают и разлагаются. 

Новое исследование ученых показало, что отложения, размещенные под водами с низким содержанием кислорода являются значительным источником оксид азота (также оксид диазота, закись азота, веселящий газ) (N2O). Этот газ выделяется в атмосферу, когда глубинная вода поднимается на поверхность в процессе, известном как апвеллинг. 

Закись азота является мощным парниковым газом, в 300 раз мощнее углекислого газа. Глобальные выбросы N2O увеличиваются из-за деятельности человека, поощряющего его выделение. В настоящее время на океаны приходится около 25 % глобальных выбросов оксида диазота, и ученые работают над решением этой проблемы.

Большинство исследований было сосредоточено на зонах с минимальным содержанием кислорода, которые известны как горячие точки выбросов N2O. Потепление океана из-за изменения климата приводит к расширению морских зон кислородного минимума во всем мире.

По мнению ученых, выбросы веселящего газа из океанов будут продолжать увеличиваться и еще больше ускорять изменение климата. Однако новое исследование показало, что можно ожидать еще большего выделения N2O там, где эти воды с низким содержанием кислорода соприкасаются с морским дном. 

Азот является важным компонентом жизни на Земле и существует в окружающей среде в самых различных формах. Специализированные группы одноклеточных микробов используют азотсодержащие соединения, такие как аммоний и нитрат, в качестве энергии для обеспечения клеточных функций. 

Эти метаболические реакции опосредуют преобразование азота между его различными состояниями в окружающей среде, во время которого закись азота может просачиваться в нашу среду в качестве побочного продукта. Помимо парникового эффекта, веселящий газ также является преобладающим озоноразрушающим веществом, выбрасываемым в атмосферу.

Осенью 2020 года команда ученых в сотрудничестве с Bermuda Institute of Ocean Sciences совершила поездку на Бермудские острова для измерения выбросов веселящего газа в нетронутых мангровых лесах. В результате они обнаружили, что донные отложения в мангровых зарослях потребляли оксид диазота из вышележащей морской воды. 

Аналогичные "стоки" оксид диазота были описаны ранее в других нетронутых системах, включая эстуарии, мангровые заросли и даже земные почвы. Способность этих районов извлекать N2O из атмосферы, связана с концентрациями азотсодержащих питательных веществ в окружающей среде. Производство закиси азота подавляется, когда этих азотсодержащих питательных веществ не хватает, а при их дефиците морские местообитания могут выступать в качестве чистых потребителей N2O. 

Когда отложения, действующие как поглотители оксид азота подвергаются повышенному содержанию азота из сельскохозяйственных и городских сточных вод, они могут также выступать в качестве чистых источников N2O в атмосферу.

Действительно, мангровые заросли и другие прибрежные экосистемы, в которые постоянно поступает растворенный азот, как правило, являются крупными источниками выбросов веселящего газа. Однако пока все еще неясно в какой степени нетронутая окружающая среда может служить в качестве буфера против повышения атмосферных концентраций N2O. 

На сегодняшний день большинство исследований сосредоточены на густонаселенных и сильно нарушенных регионах Европы и Азии, которые выступают в качестве источников веселящего газа. Ученым предстоит еще многое узнать о роли нетронутых морских местообитаний в качестве поглотителей N2O и их общем влиянии. 

Хотя сокращение будущих выбросов закись азота в морской среде зависит от более сложной проблемы замедления роста и распространения зон с минимальным содержанием кислорода в морской среде, действия по сохранению и восстановлению нетронутой прибрежной среды являются приемлемыми, и могут быть реализованы в краткосрочной перспективе. 

В настоящее время на сельское хозяйство приходится более двух третей мировых выбросов N2O. В результате большое внимание ученых было направлено на уменьшение количества избыточного азота, добавляемого в сельскохозяйственные почвы с помощью удобрений. 

Поскольку питательные вещества, которые не поглощаются растениями, часто попадают в водосборные бассейны, стекающих в океан, политика, направленная на чрезмерное использование удобрений, также принесет пользу соседним водным экосистемам. 

Однако дальнейшее сокращение выбросов в морскую среду потребует комплексного подхода, который также будет учитывать методы развития прибрежных районов и удаления сточных вод в сильно пострадавших районах.