«Кислородный насос» Атлантики: море Лабрадор поддерживает жизнь на глубине

Море Лабрадор оказалось одним из ключевых источников кислорода для глубоководных экосистем Северной Атлантики. Учёные впервые количественно оценили этот поток с помощью продолжительных непосредственных измерений. Результаты исследования опубликованы 17 августа в журнале Nature Geoscience.

Кислород поступает в океан главным образом через его поверхность. Однако солнечный свет проникает только в верхние слои, а глубоководные организмы и микроорганизмы продолжают расходовать кислород при дыхании и разложении органического вещества. Поэтому жизнь на больших глубинах зависит от физических процессов, способных перенести насыщенную газом воду вниз.

Одним из таких процессов служит зимняя конвекция в море Лабрадор, расположенном между Гренландией и Канадой. Холодный воздух отводит тепло от поверхности океана. Остывшая вода становится плотнее, опускается и перемешивается с нижележащими слоями. В отдельные годы это перемешивание охватывает толщу воды глубиной более 1,5 тыс. метров.

Так формируется так называемая Лабрадорская морская вода — холодная и богатая кислородом водная масса, которая затем включается в нижнюю ветвь Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции. Эта система течений, известная по английскому сокращению AMOC, переносит тепло, углерод, питательные вещества и растворённые газы между поверхностью и глубинами Атлантики.

Для оценки кислородного потока международная группа установила 60 оптических датчиков на океанографических якорных станциях в море Лабрадор и западной части моря Ирмингера. Приборы непрерывно работали с 2020 по 2022 год. Полученные данные учёные сопоставили с температурой, солёностью, скоростью течений и положением водных масс.

Измерения показали, что непосредственно в море Лабрадор вода ежегодно поглощает из атмосферы около 4,1 трлн молей кислорода. Это примерно 131 млн тонн. Глубокое перемешивание одновременно переводит ещё 23,5 трлн молей кислорода, накопленного в поверхностных водах на пути через субполярную Атлантику, в более плотный глубинный слой.

В общей сложности в составе Лабрадорской морской воды из бассейна ежегодно выносится около 27,6 трлн молей растворённого кислорода — в пересчёте примерно 883 млн тонн. При этом большая часть данного объёма не поглощается из атмосферы непосредственно над морем Лабрадор, а перераспределяется из верхних слоёв океана в глубоководное течение.

По оценке авторов, этот поток сопоставим с расходом кислорода микроорганизмами и животными на обширной части глубокой Северной Атлантики. Иными словами, сравнительно небольшой район зимнего перемешивания работает как звено системы жизнеобеспечения огромного океанского пространства.

Ранее считалось, что море Лабрадор оказывает относительно ограниченное влияние на общую силу Атлантической меридиональной циркуляции. Новая работа показывает, что значение региона нельзя оценивать только по объёму перемещаемой воды: даже при небольшом вкладе в интенсивность циркуляции он играет критическую роль в переносе растворённых газов.

Это особенно важно на фоне глобальной деоксигенации — снижения содержания растворённого кислорода в океане по мере его потепления. Более тёплая вода способна удерживать меньше газа, а усиление температурного расслоения затрудняет вертикальное перемешивание.

Авторы не утверждают, что снабжение Атлантики кислородом уже сокращается или обязательно прекратится. Исследование показывает другое: для оценки будущего глубоководных экосистем недостаточно следить только за общей силой AMOC. Необходимо отдельно наблюдать за зимней конвекцией в море Лабрадор, которая зависит от температуры, ветра и притока пресной воды.