Учені з'ясували, що "мертві зони" океану виділяють один з найшкідливіших парникових газів

Коли організми помирають, вони занурюються у водну товщу, де в міру розкладання споживають кисень у підповерхневому океані. Це призводить до утворення шару води з дефіцитом кисню, званого зонами кисневого мінімуму, або "мертвими зонами", пише Science Alert.

Ці суворі умови навколишнього середовища непридатні для життя більшості організмів. Хоча в деяких районах вони існують природним чином. Мертві зони часто з'являються після того, як добрива і стічні води змиваються вниз за течією в прибережні місця, викликаючи цвітіння водоростей, які потім відмирають і розкладаються.

Нове дослідження вчених показало, що відкладення, розміщені під водами з низьким вмістом кисню є значним джерелом оксид азоту (також оксид діазоту, закис азоту, звеселяючий газ) (N2O). Цей газ виділяється в атмосферу, коли глибинна вода піднімається на поверхню в процесі, відомому як апвелінг.

Закис азоту є потужним парниковим газом, у 300 разів могутнішим за вуглекислий газ. Глобальні викиди N2O збільшуються через діяльність людини, яка заохочує його виділення. Наразі на океани припадає близько 25% світових викидів оксиду діазоту, і вчені працюють над вирішенням цієї проблеми.

Більшість досліджень було зосереджено на зонах з мінімальним вмістом кисню, які відомі як гарячі точки викидів N2O. Потепління океану через зміну клімату призводить до розширення морських зон кисневого мінімуму в усьому світі.

На думку вчених, викиди звеселяючого газу з океанів будуть продовжувати збільшуватися і ще більше прискорюватимуть зміну клімату. Однак, нове дослідження показало, що можна очікувати ще більшого виділення N2O там, де ці води з низьким вмістом кисню стикаються з морським дном.

Азот є важливим компонентом життя на Землі й існує в навколишньому середовищі в дуже різних формах. Спеціалізовані групи одноклітинних мікроорганізмів використовують азотовмісні сполуки, такі як амоній і нітрат, як енергію для забезпечення клітинних функцій.

Ці метаболічні реакції опосередковують перетворення азоту між його різними станами в навколишньому середовищі, під час якого закис азоту може просочуватися в наше середовище в ролі побічного продукту. Крім парникового ефекту, звеселяючий газ також є переважним озоноруйнівною речовиною, що викидається в атмосферу.

Восени 2020 року команда вчених у співпраці з Bermuda Institute of Ocean Sciences здійснила поїздку на Бермудські острови для вимірювання викидів звеселяючого газу в незайманих мангрових лісах. У результаті вони виявили, що донні відкладення в мангрових заростях споживали оксид діазоту з вищерозміщеної морської води.

Аналогічні "стоки" оксид діазоту були описані раніше в інших незайманих системах, включаючи естуарії, мангрові зарості і навіть земні грунти. Здатність цих районів витягувати N2O з атмосфери пов'язана з концентраціями азотовмісних поживних речовин у навколишньому середовищі. Виробництво закису азоту пригнічується, коли цих азотовмісних поживних речовин не вистачає, а при їхньому дефіциті морські жителі можуть виступати в ролі чистих споживачів N2O.

Коли відкладення, що діють як поглиначі оксид азоту, піддаються підвищеному вмісту азоту із сільськогосподарських і міських стічних вод, вони можуть також виступати в ролі чистих джерел N2O в атмосферу.

Дійсно, мангрові зарості й інші прибережні екосистеми, у які постійно надходить розчинений азот, як правило, є великими джерелами викидів звеселяючого газу. Однак, поки все ще незрозуміло, якою мірою незаймане навколишнє середовище може служити в ролі буфера проти підвищення атмосферних концентрацій N2O.

На сьогодні більшість досліджень зосереджені на густонаселених і сильно порушених регіонах Європи та Азії, які виступають у ролі джерел звеселяючого газу. Ученим належить ще багато чого довідатися про роль незайманих морських середовищ існування в ролі поглиначів N2O та їхній загальний вплив.

Хоча скорочення майбутніх викидів закис азоту в морському середовищі залежить від більш складної проблеми уповільнення зростання і поширення зон з мінімальним вмістом кисню в морському середовищі, діяльність щодо збереження та відновлення незайманого прибережного середовища є прийнятною, і може бути реалізована в короткостроковій перспективі.

Наразі на сільське господарство припадає понад дві третини світових викидів N2O. У результаті велика увага вчених була направлена на зменшення кількості надлишкового азоту, який додається в сільськогосподарські грунти за допомогою добрив.

Оскільки поживні речовини, які не поглинаються рослинами, часто потрапляють у водозбірні басейни, що стікають в океан, політика, спрямована на надмірне використання добрив, також принесе користь сусіднім водним екосистемам.

Однак, подальше скорочення викидів у морське середовище зажадає комплексного підходу, який також буде враховувати методи розвитку прибережних районів і видалення стічних вод у сильно постраждалих районах.