Поскольку люди продолжают насыщать атмосферу углеродом, ученым крайне важно понять, как и где планета поглощает и естественным образом выделяет углерод.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Geosciences, исследовало глобальный углеродный цикл и предполагает, что существующие исследования, возможно, неверно оценили распределение углерода по всему миру, особенно между северным и южным полушариями. Результаты могут изменить прогнозы того, как, когда и где нынешние огромные уровни атмосферного углерода приведут к изменениям окружающей среды, таким как закисление океана.
Пересматривая циркуляцию океана и принимая во внимание способность рек перемещать углерод, авторы исследования предполагают, что до 40 процентов мирового атмосферного углерода, поглощаемого землей, необходимо перераспределить из существующих оценок. В частности, Южный океан, окружающий Антарктиду, и леса в северном полушарии, хотя и являются значительными поглотителями или «поглотителями» углерода, могут поглощать не так много, как предполагали ученые..
«История об углероде, которую мы получили, больше соответствует тому, что люди наблюдали на земле», - сказала первый автор Лор Респланди, доцент кафедры наук о Земле и Принстонского института окружающей среды.
«Реки в значительной степени упускают из виду», - сказал Респланди. «Нам необходимо лучше ограничить перенос углерода с суши в океан реками. В противном случае этот углерод относится к стоку суши и отсутствует в стоке океана. Если углерод попадает на землю или в океан, он не не иметь такого же влияния."
Респланди и ее соавторы использовали модели и полевые наблюдения, чтобы обнаружить, что мировой океан переносит тепло между северным и южным полушариями так же, как транспортируется углерод. Однако перенос тепла легче наблюдать. Отслеживая это тепло, исследователи обнаружили, что океан в южном полушарии является гораздо меньшим поглотителем углерода, чем считалось ранее, и что земля на той же широте является практически несуществующим источником углерода..
В то же время земля в северном полушарии является гораздо меньшим поглотителем, а это означает, что она поглощает меньше углерода, чем учитывали климатические модели. Вместо этого исследователи обнаружили, что этот углерод отправляется в океан реками и переносится в южное полушарие океанскими течениями с силой на 20-100% большей, чем показывали предыдущие исследования и модели..
Для ученых мировой углеродный «бюджет» подобен банковской книге, сказал Респланди. Углерод, поглощаемый в глобальном цикле, должен соответствовать количеству выбрасываемого углерода. В то время как углеродный цикл в океане хорошо задокументирован, прямые наблюдения за потоком углерода на суше трудно получить, и на него влияют многочисленные факторы. В результате степень, в которой земля действует как поглотитель или источник, в значительной степени выводится путем присвоения ей любого углерода, оставшегося после учета данных об океане, сказал Респланди..
"В южном полушарии оценка стока океана была завышена. В результате было установлено, что суша, которая выводится из наблюдаемого атмосферного углекислого газа и предполагаемого стока океана в том же регионе, является источником", Респланди сказал.
«Это было очень удивительно, поскольку в южном полушарии не так много суши, чтобы поддерживать этот источник», - сказала она. «Наша новая оценка устраняет это очевидное несоответствие, предполагая, что на юге есть более слабый сток океана и близкий к нулю поток суши».
В комментарии к статье, опубликованной в Nature Geosciences, Эндрю Лентон, научный сотрудник Центра исследований океанов Южного полушария в Австралии, написал, что исследователи установили корреляцию между теплом и переносом углерода и показали, что доиндустриальный углеродный цикл может дать представление о сегодняшнем цикле.
Исследователи «предоставили важную основу для понимания и объяснения изменений в поглотителях суши и океана в ответ на увеличение концентрации CO2 в атмосфере», - написал Лентон. «Их результаты демонстрируют важность доиндустриального углеродного цикла в определении распределения поглотителей углерода в наши дни, а также возможность использования взаимосвязи между теплом океана и переносом углерода, обусловленным крупномасштабной циркуляцией».
Ученым необходимо знать, сколько углерода попадает в океаны и где, чтобы они могли более точно прогнозировать глобальные изменения окружающей среды, сказал Респланди. Океаны, особенно в южном полушарии, естественным образом поглощают углерод и тепло из атмосферы. Но расплатой за это является более теплый океан и более высокая кислотность, что угрожает морской жизни и морской экономике, такой как рыболовство.
«Теперь важно лучше понять океан», - сказал Респланди. «Наша главная мысль заключается в том, что углерод перераспределяется, потому что он был неправильно распределен. У многих людей были разные части, но все части не совсем подходили друг к другу».