«Мы интегрировали 600-летнее моделирование, начиная с 1800 года, и следовали репрезентативному пути концентрации RCP 8,5 МГЭИК», — объясняет доктор Карин Квале, разработчик моделей UNSW и GEOMAR. Три несколько разные модели, разработанные австралийскими и немецкими учеными, сначала показали снижение продуктивности океана.
Замедление связано с тем, что теплые воды также более сильно стратифицированы и может происходить меньшее перемешивание. Если меньше воды из глубины достигает освещенного солнцем верхнего слоя, меньше питательных веществ доступно для фитопланктона, и первичная продукция — производство органического материала из неорганического углерода, например, посредством фотосинтеза — уменьшается. Этот краткосрочный результат соответствовал нашему текущему пониманию изменений производительности в ближайшем будущем.Но примерно с 2000 года повышение температуры воды вызывает учащение дыхания. «Уровни гетеротрофного потребления, например, бактерий, метаболических процессов и планктона, который питается органическими веществами других организмов, растут быстрее, чем темпы первичной продукции», — резюмирует доктор Квале. «В конце концов, это несбалансированное соотношение отталкивает глобальное первичное производство от физического ограничения доступа к вновь поднявшимся питательным веществам из более глубоких слоев океана.
Новый режим, по сути, определяется самой биологией». В будущей океанской системе с большей гетеротрофностью углерод и питательные вещества будут рециркулироваться у поверхности более эффективно, чем сейчас, и меньше углерода будет экспортироваться и храниться в глубинах. Это также повлияет на способность океана поглощать углекислый газ из атмосферы и смягчить последствия глобальных изменений.
В настоящее время модели не включают возможные эффекты уменьшения кальцификации и большей восприимчивости арагонитовой формы карбоната кальция к растворению при экспорте углерода. Любой из этих явлений ускорит и усилит переход к большей гетеротрофности за счет дальнейшего снижения экспорта углерода с поверхности.
Следовательно, необходимо разработать и интегрировать более сложные модели, чтобы лучше понять потенциальные долгосрочные изменения и возможные переломные моменты, которые могут произойти в мире с высоким содержанием CO2, подчеркивают ученые. «Наше исследование указывает на возможные неожиданные изменения в более отдаленном будущем океана, и мы думаем, что важно учитывать более долгосрочные прогнозы», — заявляет доктор Квале. «Но необходимо обсудить и проанализировать многие неопределенности — как в отношении движущих сил этого масштабного изменения, так и его возможных последствий».