Геологи разобрались с ролью фьордов в круговороте углерода

Ученые из США, Новой Зеландии и ЮАР провели оценку роли фьордов в мировом круговороте углерода. Оказалось, что при своей крошечной доле открытой площади по сравнению с мировым океаном (0.1 процент) фьорды ответственны за ежегодное запасание 11 процентов от общемировых отложений органического углерода. Новые данные помогут лучше объяснить глобальные изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанные с таянием и образованием ледников. Работа опубликована  в Nature Geoscience.

Фьорды — это вытянутые морские заливы, на многие километры уходящие вглубь суши. Их берега, как правило, образуют крутые скалы, так как фьорды формируются при движении плит или при смене ледниковых периодов в результате эрозии. По сути они представляют собой глубокие скалистые разломы, частично затопленные морем. Фьорды можно найти по всему миру, например, в Норвегии и Швеции, Канаде и США, Новой Зеландии, Гренландии, Чили.

В круговороте углерода одну из главных ролей играют водные ресурсы. В них накапливается органический углерод, который реки переносят на шельф, в мировой океан, где он со временем может окислиться до углекислого газа и перейти в атмосферу. Эти явления становятся особенно заметными при смене ледниковых периодов: из-за образования ледяной «шапки» круговорт углерода нарушается, что в итоге сказывается на изменении концентрации углекислого газа в воздухе.

Поскольку в настоящее время часто привлекается внимание к парниковому эффекту, становится важно понять, с чем именно связана концентрация парниковых газов: с выбросами в атмосферу, или в том числе с естественной циркуляцией углерода между запасами в виде отложений и углекислым газом в воздухе.

Чтобы ответить на подобные вопросы ученые стремятся оценить нынешние запасы органического углерода, запасенного в виде донных отложений. В новой работе авторы замечают, что в рамках большинства принятых моделей считается, что реки напрямую подпитывают мировой океан органическим углеродом, «вымывая» отложения на шельф. Однако редко или вовсе никогда не учитывается роль, которую в этих процессах играют фьорды.

Для оценки вклада этих скалистых заливов авторы собрали литературные данные по содержанию органического углерода в поверхностных и глубинных отложениях фьордов по всему миру. Они также дополнили базу результатами собственных измерений, проведенных в национальном парке «Фьордландия» в Новой Зеландии.

Оказалось, что несмотря на небольшую площадь — 0.1 процент от мирового океана, фьорды, по-видимому, запасают около 11 процентов от общих объемов органического углерода в год в виде отложений. Такой высокий показатель объясняется характерным строением крутых берегов, богатых растительностью, которая неизбежно часто попадает во фьорд, а также малым содержанием кислорода, из-за чего органический углерод долгое время остается в неокисленной форме.

В итоге ученые предполагают, что фьорды играют очень важную роль в круговороте углерода, особенно при смене ледниковых периодов. Они выполняют роль «промежуточного звена» между сушей и речными отложениями с одной стороны, и шельфом и мировым океаном — с другой. При наступлении ледникового периода фьорд промерзает, поэтому со следующим ледником накопленный углерод «выдавливается» на шельф и впоследствии пополняет запасы углекислого газа в атмосфере.