Новое исследование, опубликованное учёными из Гавайского университета в Маноа, проливает свет на роль железа в истории климата Земли и показывает, как менялись его источники в южной части Тихого океана за последние 93 миллиона лет. Эта работа, основанная на анализе глубоководных донных отложений, даёт важнейшее представление о взаимосвязи между железом, морской жизнью и уровнем углекислого газа в атмосфере.
Для обитателей моря железо – незаменимый элемент питания, а его роль заключается ещё и в регулировании концентрации углекислого газа в атмосфере. Это воздействие опосредовано влиянием на рост фитопланктона, который поглощает углекислый газ. Хотя значение железа в настоящее время широко признано, у исследователей пока недостаточно информации о том, как изменения в его доступности в прошлом могли влиять на морскую экосистему.
Для исследования долгосрочной истории океанического железа ученые провели детальный анализ изотопного состава железа в трех глубоководных образцах донных осадков, взятых в южной части Тихого океана, вдали от континентального воздействия.
«За последние 93 миллиона лет было выявлено пять основных источников железа, оказавших влияние на состояние южной части Тихого океана: пыль, железо, поступающее из удалённых океанических районов, два отдельных гидротермальных источника и вулканический пепел, — пояснил Логан Теглер, ведущий автор исследования. Эти источники меняли своё расположение с течением времени, поскольку участки постепенно отступали от срединно-океанических хребтов».
Согласно результатам исследования, произошли изменения в происхождении железа: на начальном этапе преобладали гидротермальные источники, однако примерно 30 миллионов лет назад их заменила космическая пыль.
«Теглер отметил, что знание этого исторического фона помогает понять, каким образом железо воздействовало на экосистемы. Это также побуждает к размышлениям о том, как круговорот железа мог повлиять на распространение одних микроорганизмов, подавляя другие. В экосистемах, где содержание железа постоянно низкое, могут доминировать микроорганизмы, адаптированные к существованию при его недостатке, например диатомовые водоросли».
Недостаток железа в ряде районов Тихого океана препятствует развитию фитопланктона, что приводит к уменьшению объема углекислого газа, извлекаемого из атмосферы.
«По словам Теглера, текущее количество пыли, попадающей в южную часть Тихого океана, очень невелико. Тем не менее, его слова подчеркивают парадоксальный факт: в настоящее время в южной части Тихого океана оседает больше пыли, чем в течение последних 90 миллионов лет, что весьма неожиданно, принимая во внимание репутацию этого региона как области с низким содержанием железа!»
«Увеличение количества железа, поступающего в океаны из-за человеческой деятельности, включая промышленные выбросы и сжигание биомассы, делает понимание изменений, происходивших с круговоротом железа в прошлом, крайне важным для прогнозирования и смягчения потенциальных негативных последствий в будущем», — отметил Теглер.
[Фото: Richard W. Murray / University of Hawaiʻi at Mānoa]