Не кормите планктон железом

14 тысяч лет назад, в ту пору, когда закончился последний ледниковый период и началось потепление, обширная полоса тихоокеанской воды буквально взорвалась жизнью: вдруг стали активно размножаться планктон, фораминиферы (простейшие одноклеточные, покрытые хитиновой раковиной) и другие морские микроорганизмы. Спустя несколько сотен лет вся эта благодать кончилась так же быстро и неожиданно, как и началась.

Причины столь резкого и кратковременного всплеска жизни были неясны, однако многие ученые связывали его с железом.

Гипотеза о том, что этот элемент представляет собой для фитопланктона и других морских простейших необходимое для жизни питательное вещество, появилась сравнительно недавно и имеет под собой очень веские основания. Предполагается, что во времена постледникового потепления уровень воды в океанах стал подниматься — в нее начало попадать железо, вымываемое из затопленных берегов, и для морской микроживности началось время расцвета. Но все это не объясняло, почему этот расцвет в ограниченной области океана был таким бурным, почему он длился так недолго и так резко закончился.

Чтобы разобраться с этими вопросами, группа океанологов из США, Британии и Норвегии решила выяснить, откуда там взялось железо. Для этого они исследовали керн (длинный цилиндр донных отложений, получаемый при разведочном бурении дна), полученный в 1991 году экспедицией на научно-исследовательском судне «Академик Александр Виноградов» близ берегов Камчатки, известный под номером GGC-37 (при этом ни одного российского ученого среди авторов работы нет). Исследуя химический состав срезов этого керна, они искали в них изотопы неодима и стронция, относительное содержание которых могло бы сказать, откуда там взялось железо. Было два варианта – из древних берегов северного Китая или более молодого вулканического шельфа. Результаты работы представлены в журнале Nature Geoscience.

Первый сюрприз состоял в том, что ни Китай, ни шельф железа в те места не добавили.

Оно пришло из третьего места, находящегося, предположительно, в Беринговом море. Но по сравнению с главным открытием это был вообще не сюрприз.

«Мы не нашли ни одного свидетельства того, что всплеску океанского плодородия предшествовал «железный» всплеск», — заявил ведущий автор статьи Фиби Лэм из океанографического института Вудс-Холл (США).

Иначе говоря, железо не было причиной столь странного и кратковременного расцвета: его содержание в тех водах было достаточно высоким для поддержания жизни, но оно не росло во время всплеска — наоборот, постепенно падало.

Исследование керна GGC-37 привело ученых к другой идее: причиной, по их убеждению, было не какое-то одно событие, а их цепь. Изменение климата перемешало океанские воды, а вместе с ними и питательные вещества, от которых зависят простейшие. Оно также перебаламутило планктон, находящийся на больших глубинах, куда свет не доходит и где планктон из-за отсутствия фотосинтеза голодает. Затем пришла очередь свежей воды, идущей от тающих ледников (об этом ученым сказал определенный изотоп водорода в раковинах фораминифер, найденный ими в образцах керна): она остановила перемешивание и вынесла на поверхность насыщенный питательными веществами фитопланктон и других простейших и выложила его там тонким слоем под яркие солнечные лучи.

Начался бурный расцвет, но вскоре железо кончилось и вернулись времена, обычные для простейших и куда более скудные.

Это открытие не только поднимает завесу над тайной многих тысячелетий, но и заставляет задуматься над идеей, возникшей совсем недавно. Речь о так называемой железной гипотезе – своеобразном способе покончить с глобальным потеплением, посыпая океанские воды железным порошком. Это, по мнению авторов гипотезы, приведет к расцвету фитопланктона, а тот, в свою очередь, будет захватывать и уносить с собой на дно двуокись углерода – парниковый газ, который считается главным виновником сегодняшних изменений климата. Теперь же, когда стало ясно, что железо не единственный источник планктонной жизни, прежде надо убедиться, как отреагируют на такой железный избыток морские экосистемы и к каким это приведет последствиям. Иначе говоря, требуется провести множество дополнительных исследований, прежде чем начать железное «кормление» океанов, которое и без того представляется чрезвычайно фантастическим вариантом.