Удивительное зарождение Земли. Путешествие по скрытым чудесам, которые дали жизнь нашей планете

Хотя ученые уже давно признали наземные леса ключевым компонентом глобального круговорота углерода, значение морской растительности до недавнего времени недооценивалось. Теперь же исследователи доказали, что болота, мангровые заросли и морские луга десятки и даже тысячи лет хранят углерод в своих одревесневших тканях, разросшихся подземных корневых системах и слоях закрепленных корнями отложений, толщина которых может превышать 11 метров. Каким именно образом бескорневые, мягкие и приятные на вкус морские водоросли способны связывать углерод, долго было большой загадкой. Многие ученые полагали, что подавляющее большинство макроводорослей съедается или быстро разлагается, высвобождая углерод обратно в океан и атмосферу. Даже ученые, изучающие «голубой» углерод – углерод, который хранится в морских и прибрежных экосистемах, – традиционно не считали макроводоросли важным поглотителем углерода. Однако последние данные свидетельствуют о том, что макроводоросли – один из основных компонентов углеродного цикла планеты уже на протяжении как минимум 500 миллионов лет, а возможно, и двух миллиардов лет.

Карлос Дуарте – морской эколог из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии, который располагается недалеко от деревни Тувал, – и его коллеги утверждают, что макроводоросли представляют собой наиболее распространенную и активную форму прибрежной растительности и являются крайне недооцененным поглотителем углерода. Хотя многие виды макроводорослей растут на скалистых участках вблизи побережья, они не обязательно остаются там навсегда. Ветер и волны могут уносить как небольшие их обрывки, так и целые водорослевые покровы размером с Чикаго (около 596 квадратных километров) далеко от места их происхождения – в конечном счете они распадаются на мелкие частицы.

Дуарте отмечает, что исследования Мирового океана выявили: ДНК макроводорослей «повсеместно присутствует» на расстоянии до 4860 километров от берегов. Частицы водорослей были также замечены при погружении на глубину до 6,5 километра и даже извлечены из кишок гигантских изопод – огромных ракообразных, обитающих на глубине родственников мокриц. Сильные течения подводных каньонов регулярно выносят на морское дно огромное количество водорослей: по оценкам, один только каньон у полуострова Монтеррей ежегодно выносит в морские глубины 130 000 тонн макроводорослей. Штормы в Северной Атлантике могут ежегодно переносить до семи миллиардов тонн бурых водорослей на глубину 1,8 километра у Багамского шельфа. Как только водоросли опускаются на глубину полутора километров или около того – вне досягаемости большинства хищников и редуцентов, – их углерод выводится из оборота «практически навечно».

Подобно деревьям и другим наземным растениям, морские водоросли постоянно выделяют множество богатых углеродом соединений – к примеру, сахара, терпены и диметилсульфиды. Не всегда ясно, почему это происходит, но некоторые из этих молекул, вероятно, участвуют в химической передаче сигнала, иммунных защитах и создании богатых микробиомов. Часть этих сахаров и других соединений со временем оказывается погребенной в отложениях на морском дне вместе с частицами водорослей. Некоторые морские водоросли чрезвычайно устойчивы к разложению. Так, например, в фукусах пузырчатых до четверти сухой массы откладывается в виде устойчивых сахаров, которые могут потреблять только отдельные виды бактерий, использующие «один из самых сложных из известных нам путей биохимического разложения природного материала», как описал биолог Ян-Хендрик Хееманн.

Учитывая эти открытия, многие морские экологи теперь считают, что морские макроводоросли связывают гораздо больше углерода, чем считалось ранее. Согласно расчетам, каждый год в прибрежных отложениях и морских глубинах оседает около 610 миллионов тонн углекислого газа, полученного из морских водорослей. В совокупности мангровые заросли, приморские солончаки, морские луга и леса бурых водорослей способны накапливать в 20 раз больше углерода на квадратный метр, чем наземные леса, и могут поглощать до 3,1 миллиарда тонн углекислого газа в год, что составляет около трети всего углерода, поглощенного в океане. Экспертная группа, созванная организацией Energy Futures Initiative, пришла к выводу, что выращивание ламинарии и других морских водорослей способно привести к сокращению количества CO₂ в атмосфере более чем на пять миллиардов тонн.