Oceanul peste 4000 de ani va fi cald și încă bogat în oxigen - GEOMAR - Helmholtz Center for
Calculul modelului arată interacțiunea neglijată anterior a ciclului azotului
26.06.2019/Kiel. Cu cât temperatura este mai ridicată, cu atât sunt mai puține gaze dizolvate în apă - această simplă conexiune fizică explică, printre altele, pierderea măsurabilă de oxigen în oceanele mai calde. În revista internațională Nature Communications, oamenii de știință de la GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel publică astăzi un model de calcul conform căruia, după secole de pierderi, un ocean mai cald va conține și mai mult oxigen decât astăzi în 4000 de ani. Studiul explică neconcordanțe în bugetul de oxigen al simulărilor anterioare, dar ridică în același timp noi întrebări.
Oceanele pierd oxigen. Acest lucru a fost demonstrat de numeroase studii din ultimii ani bazate pe măsurători directe. Deoarece apa poate dizolva mai puține gaze cu temperaturi în creștere, aceste rezultate nu au fost surprinzătoare. Pe lângă încălzirea globală, factori precum eutrofizarea mării de coastă promovează și pierderea de oxigen. Dar cum arată viitorul? Odată cu încălzirea globală suplimentară, oceanele vor fi într-o zi complet epuizate de oxigen? Astfel de faze anoxice au avut loc de fapt de mai multe ori în istoria pământului, combinate cu evenimente majore de dispariție în masă. Și acestea au fost asociate cu niveluri ridicate de dioxid de carbon în atmosferă și cu temperaturi globale ridicate.
Oamenii de știință de la GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel au publicat astăzi în revista internațională Nature Communications calcule model pentru dezvoltarea conținutului de oxigen al oceanelor până în anul 8000. În scenariul lor, presupun că o mare parte din rezervele de fosile vor fi arse Emisiile continuă să crească până la sfârșitul secolului și apoi să scadă la zero până în 2300. În model, planeta se încălzește cu încă 6 grade, iar temperaturile rămân la acest nivel ridicat până la sfârșitul simulării.
Rezultatul surprinzător se referă la conținutul de oxigen al oceanului: după o scădere suplimentară de-a lungul a câteva sute de ani, inventarul de oxigen al oceanului crește din nou și în aproape 4.000 de ani va ajunge chiar la un nivel mai ridicat decât înainte de industrializare. La prima vedere, pare paradoxal faptul că modelul arată, în ciuda creșterii neașteptate a oxigenului odată cu creșterea temperaturilor globale, o expansiune clară și o exprimare mai puternică a zonelor minime de oxigen deja prezente în oceanele lumii.
Din cercetările efectuate de Kiel Collaborative Research Centre 754 se știe că astfel de zone cu conținut scăzut de oxigen sunt zone moarte pentru organisme mai mari, cum ar fi pești sau cefalopode. Cu toate acestea, anumite bacterii care respiră azotat în loc de oxigen prosperă foarte bine acolo. „Ei își extrag energia dintr-un proces chimic pe care noi îl numim denitrificare. Este o parte importantă a ciclului azotului, dar înseamnă că respirația materialului organic folosește mai puțin oxigen decât a fost produs în timpul fotosintezei ”, explică profesorul Oschlies.
În noul model de calcul, cercetătorii au cuplat în mod constant ciclul oxigenului cu ciclul azotului pentru prima dată. S-a arătat că, din cauza zonelor minime extinse de oxigen, tot mai mult material organic nu mai este inhalat cu oxigen ca înainte, ci prin denitrificare cu azotat. Economiile de oxigen asociate au depășit pierderea de oxigen a oceanelor din cauza încălzirii după câteva mii de ani. „Cu toate acestea, nu se poate vorbi de o recuperare la nivelul întregii zone, deoarece zonele minime extinse de oxigen din apropierea suprafeței mării sunt păstrate în model. O mare parte din oxigenul suplimentar merge în oceanul adânc ”, spune Andreas Oschlies.
Calculele anterioare ale modelului au neglijat adesea ciclul azotului. De aceea, rezultatele bugetului de oxigen nu au fost niciodată pe deplin satisfăcătoare. Acum putem rezolva asta ”, spune profesorul Oschlies.
Cu toate acestea, apare o nouă problemă: fazele anoxice care au existat în istoria pământului în climatul cald sunt și mai dificil de explicat cu noile descoperiri. În mod evident, există factori și procese de feedback în interacțiunea complexă a proceselor biologice, fizice și chimice din ocean care nu sunt încă pe deplin înțelese. „De aceea, studiul este important și în prezent. Acesta arată lacune în cunoștințele noastre despre procesele centrale din ocean, care pot fi, de asemenea, relevante pentru schimbările actuale ", spune Andreas Oschlies, rezumând importanța studiului.
Lucrare originală:
Oschlies, A., W. Koeve, A. Landolfi, P. Kähler (2019): Pierderea azotului fix determină câștigul net de oxigen într-un ocean viitor mai cald. Nature Communications, https://doi.org/10.1038/s41467-019-10813-w
Vă rugăm să rețineți:
Acest studiu a fost finanțat de Fundația Germană de Cercetare în cadrul Centrului de Cercetare Colaborativă 754 „Interacțiuni climatice - biogeochimice în oceanul tropical”.
Imagini la rezoluție mai mare:
Materialul organic din ocean este în prezent descompus în principal cu oxigen. (Stânga). Împreună cu încălzirea oceanului, acest lucru duce la o pierdere de oxigen. Într-un ocean viitor mai cald (dreapta), se va respira mai mult material organic prin denitrificare cu azotat. Economisirea de oxigen asociată ar depăși chiar pierderea de oxigen datorată încălzirii. Grafică: Rita Erven/GEOMAR