Як комп’ютерні моделі відкривають таємниці океану

Бруд — це безлад. Для когось — це іграшка. Для багатьох — це справжнє випробування. Проте про бруд часто забувають, особливо коли він глибоко під водою.

На морському дні він є одним із найважливіших природних архівів минулого Землі — зберігає свідчення кліматичних змін, берегових ліній, стану океану та запасів вуглецю.

Джерело: phys.org

Наше дослідження — перше, що використовує комп’ютерні моделі для простеження, як утворювалися товсті, збагачені вуглецем ділянки мулу на морському дні протягом тисячоліть. Це допомагає знайти приховані запаси вуглецю та краще зрозуміти довгострокову роль морського дна в кліматичній системі. Цей мул — своєрідна капсула часу з вуглецем.

Щороку на морське дно осідає велика кількість органічного вуглецю — від решток морських організмів або матеріалу, змитого з суші. Зберігаючись у морському середовищі, цей «блакитний вуглець» може залишатися закритим на століття або тисячоліття.

Морські відклади — це найбільше довготривале сховище органічного вуглецю на планеті. Особливо це стосується гігантських підводних ділянок із мулом — вони є критично важливою частиною глобального вуглецевого циклу. Мул чудово зберігає вуглець, бо органічна речовина прилипла до дрібних частинок пилу й глини, які осідають у щільний шар, захищаючи їх від кисню — цього не можуть забезпечити більші піщані частинки.

Але жодна ділянка мулу не схожа на іншу. Кожна з них має свою унікальну історію — коли вона утворилась, як туди потрапила і скільки вуглецю зберігає. На континентальних шельфах по всьому світу вчені досі не знають, де розташовані всі ці ділянки з мулом і яких вони розмірів. Наше дослідження показує, що моделювання минулих океанічних умов допомагає передбачити розташування та вік вуглецевого мулу — і все це без занурення у воду.

Це новий спосіб залучити давній мул до розмови про «блакитний вуглець».

Ми дослідили три багаті на мул ділянки на мілководдях шельфу північно-західної Європи: район Фладен-Граунд, Кельтську западину та західне Ірландське море. Використовуючи комп’ютерні моделі океанських припливів за останні 21 000 років — аж до піку останнього льодовикового періоду — ми з’ясували, що ці мулові ділянки утворилися в різні часи.

У Кельтській западині та західному Ірландському морі мул накопичувався тисячоліттями і продовжує накопичуватися донині, особливо в останньому. А в районі Фладен-Граунд ці відклади — це стародавні залишки, збережені завдяки спокійним припливам, що панували після їхнього утворення 17 000–5 000 років тому.

Перевага такого моделювання в тому, що його можна застосовувати й до інших морів. Хоча прямі дані зразків (на відміну від моделей) є кращими, відбір проб з морського дна — це дорого й довго, особливо в віддалених місцях. Саме тому морське дно досі залишається одним із найменш досліджених місць на планеті.

Наша робота показує, що моделі минулих океанічних умов можуть допомогти визначити ділянки, багаті на вуглець, і спрямувати зусилля на більш ефективний збір зразків. Карта розмірів мулових відкладів і розуміння того, коли і як вони утворилися, допомагає вченим краще оцінити здатність морського дна зберігати вуглець і слугувати буфером проти змін клімату.