Геохимики, похоже, нашли, куда девается из морской воды углерод, баланс которого у учёных никак не сходился. Его поглощают микроорганизмы, живущие в грунтовых водах на склонах срединно-океанических хребтов. Таков результат измерений, выполненных с помощью скважин, пробуренных на дне океана. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience командой во главе с Питером Гиргисом (Peter Girguis) из Кембриджского университета.
Химический элемент, в таблице Менделеева лаконично обозначенный буквой "С", – ключевой компонент белков, жиров, углеводов, ДНК и других биологических молекул. А Мировой океан – один из крупнейших резервуаров восстановленного углерода на Земле. И учёных давно волновало, что дебет растворённого органического углерода (dissolved organic carbon) в морской воде не сходится с кредитом.
Этот элемент загадочным образом исчезает на морском дне. В основном углерод попадает туда в виде веществ, плохо поддающихся биологической переработке, например, хитина рыбьей чешуи. Поднятые со дна образцы, датированные по содержанию изотопа 14C, имеют возраст от четырёх до шести тысяч лет, что намного превышает длительность одного "оборота" углеродного цикла.
Между тем и эти "несъедобные" соединения куда-то пропадают. Естественно предположить, что тому виной разнообразные геологические процессы, протекающие без участия жизни (абиотические, как говорят специалисты). Однако такие процессы уже относительно хорошо изучены, и их "прожорливости" никак не хватает на то, чтобы уничтожить весь выпадающий углерод.
"Мы знаем, что углерод образуется на поверхности фотосинтезирующими водорослями. Мы знаем, что некоторое его количество поедается рыбой. Мы знаем, что некоторое его количество поглощается [в абиогенных процессах]. Мы можем объяснить это, но у нас были гигантские вопросы о нашем углеродном бюджете", – объяснят Гиргис в пресс-релизе.
В поисках ответа учёные пробурили две скважины на склонах Срединно-Атлантического хребта. Такие хребты – очень интересное место. В них из глубин мантии поднимается свежая земная кора и, как конвейерная лента, медленно (миллиметры в год) ползёт к океаническим жёлобам, где снова уходит в глубины планеты. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже рассказывали, как и почему это происходит.
Гиргис с коллегами хотели изучить состав грунтовых вод под океанским дном. Срединно-океанические хребты изобилуют вулканами (собственно, излияния магмы и формируют новую земную кору), поэтому вода, опустившаяся достаточно глубоко в их недра, нагревается. От этого её плотность падает, и по закону Архимеда она всплывает вверх, а на её место затекает свежая холодная вода. В сущности, тот же процесс происходит в кастрюле, поставленной на плиту.
"Мы смогли показать, что вода приходит с определенной концентрацией кислорода, и когда она падает, [содержание] углерода падает прямо пропорционально, – рассказывает Гиргис. – Это даёт нам высокую степень уверенности в том, что микробы едят его".
Более того, учёные обнаружили изменения в соотношении изотопов 12C и 13C, что, как известно, является признаком биологической переработки. На то, что содержащей в воде органикой кто-то полакомился, указывали и характерные изменения в её молекулярном составе.
По предварительным подсчётам авторов, в этом процессе вода придонных слоёв теряет как минимум половину содержащегося в ней углерода, а в масштабах всего океана на него может приходиться не меньше 5% всего оборота "элемента по имени C".
"В конечном итоге мы можем обнаружить, что большая часть углерода деградирует в этих водоносных горизонтах, тем более что весь океан циркулирует через них каждые несколько десятков тысяч лет. Это быстро в масштабах океана", – заключает учёный.
В дальнейшем исследователи надеются точнее определить, сколько именно столь важного для жизни элемента "приватизируют" микроорганизмы и как на этот процесс влияет минеральный состав окружающих пород.
Напомним, что "Вести.Наука" уже рассказывали о микроорганизмах, живущих в горячих грунтовых водах, например, о вирусе из Йеллоустона. Писали мы и о жизни на очень больших глубинах.
