Новое исследование может помочь в будущих исследованиях того, как выброс углекислого газа из Южного океана может повлиять на глобальное изменение климата.

В Южном океане вблизи Антарктиды глубинные воды поднимаются на поверхность, где они выделяют углекислый газ, попавший в океан до промышленной революции. Этот процесс является ключевым компонентом глобального углеродного цикла, и недавние исследования показали, что он возвращает в атмосферу больше углекислого газа, чем считалось ранее. 

Новая работа Chen et al. исследует, где именно в Южном океане углекислый газ выбрасывается в атмосферу, откуда берётся этот углерод и как различные факторы в совокупности управляют этими процессами. 

Опираясь на более ранние исследования, учёные проанализировали измерения, полученные с кораблей и буёв Арго, свободно дрейфующих инструментов, проводящих измерения в недрах океана. Эти данные включали наблюдения за температурой, солёностью, растворённым кислородом, рН, щелочностью, уровнями питательных веществ и уровнями растворённого неорганического углерода. 

Используя эти данные, исследователи сделали подробные расчёты, связанные с парциальным давлением СО₂ в апвеллинге, что помогает определить его способность выделять углекислый газ в атмосферу. Они также исследовали, как дополнительные факторы, такие как биологические процессы и циркуляция океана, определяют пространственные закономерности изменения парциального давления углекислого газа в разных регионах океана и на разных глубинах, тем самым влияя на его выброс на поверхность. 

Анализ показал, что доиндустриальный углекислый газ высвобождается в основном из определенной полосы апвеллинга, окружающей Антарктиду и находящейся между областью, известной как субантарктический фронт, и внутренней границей, образованной краем морского льда в зимнее время. Эта глубинная вода поступает из бассейнов северной части Тихого и Индийского океанов и богата старым углеродом, полученным из органического углерода в результате процесса, известного как реминерализация. 

Исследование также показало, что низкая температура и высокая щёлочность препятствуют выделению углекислого газа из других мест подъёма глубинных вод, несмотря на более высокое содержание углерода в них. 

Эти результаты могут помочь в будущих исследованиях того, как выбросы углекислого газа из Южного океана могут повлиять на глобальное изменение климата. (Global Biogeochemical Cycles, https://doi.org/10.1029/2021GB007156, 2022).