В Южном океане близ Антарктиды глубоководная вода поднимается на поверхность, где выделяет 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.

Теперь новое исследование, опубликованное в журнале Global Biogeochemical Cycles, исследует, где именно в Южном океане выделяется углекислый газ в атмосферу, откуда берется этот углерод и как различные факторы объединяются, чтобы управлять этими процессами.

Основываясь на более ранних исследованиях, ученые проанализировали измерения, полученные с помощью кораблей и поплавков Argo, свободно дрейфующих приборов, которые проводят измерения в подповерхностном океане. Эти данные включали наблюдения за температурой, соленостью, растворенным кислородом, рН, щелочностью, уровнями питательных веществ и уровнями растворенного неорганического углерода.

Используя эти данные, исследователи провели подробные расчеты, связанные с парциальным давлением углекислого газа в восходящей воде, что помогает определить ее 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 выделяется главным образом из определенной полосы восходящих вод, которая окружает Антарктиду и лежит между областью, известной как Субантарктический фронт, и внутренней границей, образованной краем морского льда в зимнее время. Эта глубокая вода поступает из бассейнов северной части Тихого и Индийского океанов, и она богата старым углеродом, полученным из органического углерода в результате процесса, известного как реминерализация.

Исследование также показало, что низкая температура и высокая щелочность препятствуют выделению углекислого газа из других мест апвеллинга глубоководных вод, несмотря на их более высокое содержание углерода.

Эти результаты могут помочь в будущих исследованиях того, как выброс углекислого газа из Южного океана может повлиять на глобальное изменение климата и на него может повлиять глобальное изменение климата.