Черно море може да отрови атмосферата с парникови газове. Учените откриха какво сдържа този процес

Всяка година океаните отделят милиони тонове азотен оксид (N₂O) в атмосферата. Този газ е почти 300 пъти по-силен от въглеродния диоксид по отношение на парниковия си ефект и активно разрушава озоновия слой. Основните фабрики за производството му са районите с ниско съдържание на кислород.

Най-големият такъв басейн на планетата е Черно море. Започвайки от дълбочина 100-150 метра, водите му са практически лишени от кислород и наситени със сероводород. Така че дали Черно море не вреди постоянно на климата, като отделя колосални количества N₂O?

Измерванията показват точно обратното. Черно море е изненадващо тихо. Приносът му към глобалните емисии на азотен оксид е минимален. Защо се получава така? Ново проучване на екип от учени от Института за морска микробиология „Макс Планк“ дава отговор на този въпрос. Той се крие в координираната работа на невидими микробни общности.

Какво представлява субоксичната зона?

Първо трябва да разгледаме структурата на Черно море. То не е хомогенно, съставено е от различни слоеве. Най-отгоре е тънък, наситен с кислород и живот. Дълбоко долу – огромна дебелина от безкислородни, сероводородни води. А между тях се намира ключовата зона – субоксичната зона.

Това е преходен слой с дебелина няколко десетки метра. Място, където кислородът почти е изчезнал, но сероводородът все още присъства в малки количества. Условията в тази зона са идеални както за производството на N₂O, така и за неговото разрушаване.

Два пътя до една и съща молекула

Изследователите са установили, че азотният оксид се произвежда в субоксичната зона на Черно море чрез два различни микробни процеса.

Първият път е окисляването на амония. Това е бавен, но много стабилен процес. Микроскопичните организми, главно археи от разред Nitrososphaerales, непрекъснато рециклират амоний и N₂O се образува като страничен продукт. Този процес осигурява малък, но непрекъснат запас от азотен оксид.

Вторият път е денитрификацията. Тук в действие влизат бактерии (Alpha- и Gammaproteobacteria), които дишат нитрати и нитрити при безкислородни условия. Този процес може да доведе до активно производство на N₂O. Учените са регистрирали не постоянни, а много високи темпове на образуване на газ, особено в по-дълбоките слоеве, където се появява сероводород.

Защо тогава газът не се натрупва и не се отделя в атмосферата?

Ключът към това са ефективните „потребители“.

Основният извод от проучването е, че съществува мощен механизъм за потребление на N₂O в Черно море. Оказва се, че потенциалната скорост, с която местните микроби могат да разграждат азотния оксид, често превишава скоростта, с която той се произвежда.

Кои са те? Молекулярният анализ разкрива, че основна роля играят бактериите от разред Marinisomatales. Тези организми абсорбират азотния оксид, превръщайки го в безвреден молекулярен азот (N₂), от който се състои 78% от въздуха.

Именно тук се крие разковничето. В субоксичната зона на Черно море процесите на производство и потребление на N₂O са тясно свързани. Произвеждащите и консумиращите микроби живеят един до друг. Стабилната, несмесваща се структура на водата не позволява на газа да излезе навън: веднага щом молекула N₂O се произведе при денитрификацията, тя веднага се прихваща и неутрализира от бактерии като Marinisomatales.

Откъде тогава идват емисиите?

Ако филтърът е толкова добър, защо Черно море все още отделя някакво количество N₂O?

Отговорът се крие в организацията на процесите. Нека да помислим за бавния и стабилен път – окисляването на амоняка. Той е активен не само в субоксичната зона, но и над нея, в слоевете, където кислородът все още е достатъчен. Но високоефективните консуматори на N₂O, Marinisomatales, предпочитат по-дълбоките, почти безкислородни условия.

Оказва се, че малкото количество азотен оксид, което се образува в горните слоеве, има шанс да се измъкне от филтъра и бавно да проникне в атмосферата. Именно този малък, но постоянен поток се регистрира от уредите. Но тъй като Черно море е зряла и балансирана екосистема, то отделя по-малко емисии в сравнение с други, по-млади и по-динамични зони с недостиг на кислород в световния океан.

От друга страна Черно море е изправено пред сериозни екологични предизвикателства, свързани със замърсяването, което застрашава не само морската екосистема, но и здравето и благосъстоянието на милиони хора в региона. Решаването на този проблем изисква координирани усилия от всички държави, граничещи с морето, както и глобални инициативи за намаляване на замърсяването и опазване на околната среда. Само чрез устойчиво управление и опазване на морето можем да гарантираме, че Черно море ще остане жизненоважен ресурс и природно чудо за бъдещите поколения..