Исследователи MBARI недавно измерили высокие концентрации углекислого газа в воздухе, выбрасываемом в море из городов и сельскохозяйственных районов, включая Силиконовую долину. В новой статье в PLOS ONE они подсчитали, что этот ранее недокументированный процесс может увеличить количество углекислого газа, растворяющегося в прибрежных водах океана, примерно на 20 процентов..
Расширяя свои расчеты на прибрежные районы по всему миру, исследователи подсчитали, что этот процесс может ежегодно добавлять в океан 25 миллионов дополнительных тонн углекислого газа, что составляет примерно один процент от общего годового количества углекислого газа в океане. поглощение. Этот эффект в настоящее время не учитывается при расчетах количества углекислого газа, попадающего в океан из-за сжигания ископаемого топлива.
Менее половины углекислого газа, выброшенного человечеством за последние 200 лет, осталось в атмосфере. Остальная часть была поглощена почти в равных пропорциях океанскими и наземными экосистемами. Насколько быстро углекислый газ попадает в океан в той или иной конкретной области, зависит от ряда факторов, в том числе от скорости ветра, температуры воды и относительных концентраций углекислого газа в поверхностных водах и в воздухе непосредственно над поверхностью моря.
MBARI почти непрерывно измеряет концентрацию углекислого газа в воздухе и морской воде залива Монтерей с 1993 года. Но только в 2017 году исследователи начали внимательно изучать атмосферные данные, собранные с помощью роботов, работающих на поверхности моря. «Один из наших летних стажеров, Диего Санчо-Гальегос, проанализировал данные по углекислому газу в атмосфере с наших исследовательских причалов и обнаружил гораздо более высокие уровни, чем ожидалось», - пояснил биолог-океанограф MBARI Франсиско Чавес.
Чавес продолжил: «Если бы эти измерения проводились на борту корабля, исследователи подумали бы, что дополнительный углекислый газ поступает из выхлопной системы двигателя корабля, и не приняли бы их во внимание. Но наши причалы и надводные роботы не выпускают углекислого газа в атмосферу."
В начале 2018 года научный сотрудник MBARI Девон Норткотт начал работу над набором данных, анализируя ежечасные концентрации углекислого газа в воздухе над заливом Монтерей. Он заметил еще одну поразительную закономерность - пик концентрации углекислого газа приходится на раннее утро.
Хотя ученые-атмосферники ранее замечали ранние утренние пики концентрации углекислого газа в некоторых городах и сельскохозяйственных районах, такие пики были измерены над океанскими водами впервые. Это открытие также противоречило общепринятому научному предположению о том, что концентрации углекислого газа над океанами не сильно меняются во времени или пространстве.
Норткотт смог отследить источники этого дополнительного углекислого газа, используя измерения, сделанные с роботизированного надводного корабля под названием Wave Glider, который путешествует взад и вперед по заливу Монтерей, производя измерения углекислого газа в воздухе и океане для недели за раз.
«Поскольку у нас были измерения с Wave Glider в разных местах залива, - объяснил Норткотт, - я мог использовать положение Wave Glider, а также скорость и направление ветра, чтобы триангулировать направление выброса углекислого газа. исходящий от."
Данные указывают на два основных источника утренних пиков углекислого газа - долины Салинас и Санта-Клара. Долина Салинас является одним из крупнейших сельскохозяйственных районов Калифорнии, и многие растения ночью выделяют углекислый газ, что может объяснить, почему в воздухе этого региона было больше углекислого газа. Долина Санта-Клара [также известная как Силиконовая долина] - это густонаселенный городской район, где легкий ветер и другие атмосферные условия рано утром могут концентрировать углекислый газ, выделяемый автомобилями и заводами.
Обычный утренний бриз дует прямо из долины Салинас через залив Монтерей. Утренние бризы также несут воздух из долины Санта-Клара на юг, а затем на запад через ущелье в горах (перевал Хекер) и через залив Монтерей..
«У нас были доказательства того, что углекислый газ исходил из городской местности», - объяснил Норткотт. «Но когда мы посмотрели научную литературу, там ничего не было о воздействии воздуха из городских районов на прибрежные районы океана. Люди думали об этом, но никто раньше не измерял его систематически».
Исследователи рассматривают эту статью не как последнее слово, а как «тревожный звонок» другим ученым. «Это поднимает множество вопросов, которые, мы надеемся, рассмотрят другие исследователи», - сказал Чавес. «Одной из первых и самых важных вещей было бы проведение подробных измерений содержания углекислого газа в атмосфере и океане в других прибрежных районах. Нам нужно знать, является ли это глобальным явлением. Мы также хотели бы привлечь сообщество специалистов по моделированию атмосферы."
«По нашим оценкам, это может увеличить количество углекислого газа, попадающего в прибрежные воды, примерно на 20 процентов», - сказал Чавес. «Это может повлиять на кислотность морской воды в этих районах. К сожалению, у нас нет хорошего способа измерить это повышение кислотности, потому что углекислому газу требуется время, чтобы попасть в океан, а концентрации углекислого газа резко различаются в прибрежных водах."
«В этом городском воздухе должны быть и другие загрязнители, которые также влияют на прибрежный океан», - добавил он.
«Это еще один случай, когда данные автономных роботов и датчиков MBARI привели нас к новым и неожиданным открытиям», - сказал Чавес. «Надеюсь, другие ученые увидят эти результаты и захотят узнать, происходит ли это у них на заднем дворе."