Исследователи пометили антропогенно выбрасываемый углерод и отследили его с помощью модели циркуляции океана, чтобы определить, попадает ли он в атмосферу или в море. 

В результате сжигания ископаемого топлива, вырубки лесов и другой промышленной и сельскохозяйственной деятельности люди повысили глобальные уровни содержания углекислого газа (CO₂) в атмосфере до более чем 415 частей на миллион. Эта концентрация представляет собой увеличение на 135 частей на миллион по сравнению с доиндустриальными временами в конце XVIII века. Часто предполагается, что это увеличение СО₂ полностью состоит из антропогенных выбросов СО₂, но новое исследование ставит под сомнение это предположение.

Чтобы исследовать стандартное представление о судьбе антропогенно выбрасываемого углерода, Хольцер и ДеВрис (Holzer and DeVries) маркировали CO₂ по мере его выброса и отслеживали его с помощью модели циркуляции океана, ассимилированной с данными. Этот метод позволил им разделить суммарные изменения в запасах углерода в атмосфере и океане либо на антропогенный выброс, либо на природный углерод. Модель прослеживала путь выброшенного углерода с 1780 по 2020 гг. с использованием так называемого линейного индикатора маркировки. Исследователи использовали этот метод маркировки в других приложениях, но никогда не отслеживали антропогенный углерод. 

Моделирование показало, что только 45% прироста атмосферного углерода за последние несколько столетий произошло за счёт антропогенно выбрасываемого углерода, а остальные 55% приходится на природный углерод, выделившийся из океана. Исследователи также обнаружили, что океан накопил почти в два раза больше выбрасываемого углерода, чем предполагалось ранее. 

Механизм дегазации - химия карбонатов морской воды. По мере того, как растворённый неорганический углерод накапливается в океане, моря всё больше отдают в атмосферу CO₂, который был растворён в океане до промышленной революции. К 2020 году, как показало моделирование, океан терял одну доиндустриальную молекулу CO₂ на каждые 2,2 испущенных молекулы CO₂, которые он поглощал. Иными словами, с 1780 года океаны выделили примерно 160 Петаграмм (1 Пг = 1×10¹⁵ г) природного углерода, поглотив при этом 350 Пг выбрасываемого углерода, что даёт суммарное увеличение примерно на 190 Пг углерода, хранящегося в океане.

Исследователи отмечают, что их результаты не оспаривают оценки антропогенных изменений в глобальных запасах углерода. Скорее, они количественно определяют, куда попадает выбрасываемый углерод, и иллюстрируют, что индикаторы линейной маркировки являются эффективным и мощным инструментом для количественной оценки эффектов нелинейных процессов в климатической системе (Global Biogeochemical Cycles, https://doi.org/10.1029/2022GB007405, 2022).

 

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/tracing-anthropogenically-emitted-carbon-dioxide-into-the-ocean