Жердің климаттық жүйесінің кейбір негізгі қатысушылары әлі де дерлік көзге көрінбейді. Қатты қабықшалар түзетін кальцификацияланған планктон — микроскопиялық ағзалар — планетаның температурасын реттеуде маңызды рөл атқарады, себебі олар көміртекті ұстап, оны мұхит арқылы тасымалдайды. Алайда Science журналында жарияланған жаңа шолуда бұл ағзалар Жердің болашағын болжау үшін қолданылатын климаттық модельдерде жеткілікті ескерілмейтіні айтылған. Зерттеуді Барселона Автономды университетінің Экологиялық ғылымдар және технологиялар институтының (ICTA-UAB, Испания) халықаралық тобы жүргізді.

Кальцификацияланған планктонның климаттағы рөлі

Жұмыста кальцификацияланған планктонның үш негізгі тобы қарастырылады: кокколитофоридтер, фораминифералар және птероподтар. Авторлардың айтуынша, климаттық модельдер бұл ағзаларды жиі жеңілдетіп көрсетеді немесе мүлде елемейді, бұл мұхиттың климаттың өзгеруіне қалай жауап беретінін толық түсінбеуге әкелуі мүмкін.

Климаттық модельдер кальцификацияланған планктонды ескермегенде, олар жаһандық көміртек айналымының маңызды кезеңдерін өткізіп алуы мүмкін. Бұл ағзалар кальций карбонатынан (CaCO₃) ұсақ қабықшалар түзеді, ал бұл зат мұхит химиясында шешуші рөл атқарады. Планктон өскенде және өлгенде көміртек атмосферадан мұхиттың терең қабаттарына өтеді.

Бұл процесс — мұхиттық көміртек сорғысы — Жер климатының ұзақ уақыт бойы тұрақтануына ықпал етеді. Сондай-ақ, ол теңіз суының химиясына әсер етіп, ғалымдар өткен климатты зерттеу үшін пайдаланатын шөгінділердің түзілуіне себеп болады.

«Планктон қабықшалары кішкентай, бірақ олар бірігіп біздің мұхиттарымыздың химиясын және планетаның климатын қалыптастырады», — дейді ICTA-UAB-дағы ICREA профессоры және зерттеудің жетекші авторы Патрисия Зивери. — «Егер оларды климаттық модельдерде ескермесек, Жер жүйесінің климаттың өзгеруіне қалай жауап беретініне қатысты негізгі процестерді жіберіп алуымыз мүмкін».

Қазіргі модельдердің кемшіліктері

Зерттеушілердің айтуынша, планктон өндіретін кальций карбонатының көп бөлігі мұхит түбіне жетпейді. Оның едәуір бөлігі су бетінде ериді — бұл процесс беткі еріту деп аталады. Оған биологиялық белсенділік, қоректену, бөлшектердің бірігуі және микробтық тыныс алу себеп болады.

Беткі еріту мұхит химиясын айтарлықтай өзгертеді, бірақ бұл процесс Жер жүйесінің негізгі модельдерінде (мысалы, CMIP6) дерлік ескерілмейді. Бұл модельдер жаһандық климаттық бағалаулар үшін қолданылады. Бұл процесті ескермеген жағдайда модельдер мұхиттағы көміртек айналымын және жүйенің экологиялық күйзелістерге реакциясын дұрыс бағаламауы мүмкін.

Планктонның әртүрлілігі мен осалдығы

Зерттеуде кальцификацияланған планктонның әртүрлі топтары әртүрлі мінез-құлық танытатыны да атап өтіледі. Әрқайсысының таралуына, теңіз экожүйелеріндегі рөліне және климаттың өзгеруіне сезімталдығына әсер ететін өзіндік ерекшеліктері бар.

Кокколитофоридтер — CaCO₃-тің ең ірі өндірушілері, бірақ олар мұхиттың қышқылдануына өте осал, себебі жасушаларынан артық қышқылдылықты шығаратын арнайы механизмдері жоқ. Фораминифералар мен птероподтарда мұндай механизмдер бар, бірақ олар оттегі деңгейінің төмендеуі мен судың температурасының көтерілуі сияқты басқа қауіптерге тап болады. Бұл ағзалар көміртектің мұхитта қалай сақталатынын және қайта өңделетінін анықтайды, сондықтан оларды біртұтас топ ретінде қарастыру мұхиттың климаттық әсерлерге реакциясын тым жеңілдету болар еді.

Жаңа деректер мен тәсілдердің қажеттілігі

Авторлар әр планктон тобы қанша кальций карбонатын өндіретінін, ерітетінін және терең суға экспорттайтынын жедел түрде өлшеу қажет екенін айтады. Бұл деректерді климаттық модельдерге енгізу мұхит пен атмосфераның өзара әрекеттесуін, көміртектің ұзақ мерзімді сақталуын және Жердің климаттық тарихын қалпына келтіру үшін қолданылатын шөгінді жазбаларды түсіндіруді жақсартады деп есептейді.

«Егер біз мұхиттың ең кішкентай тұрғындарын елемесек, маңызды климаттық динамикаларды өткізіп алуымыз мүмкін», — дейді доктор Зивери. — «Кальцификацияланған планктонды климаттық модельдерге қосу экожүйелер мен қоғамдардың қалай әсер етуі мүмкін екенін тереңірек түсінуге және дәлірек болжамдар жасауға мүмкіндік береді».

Зерттеушілер бұл білімдегі олқылықтарды жою мұхиттардың биологиялық күрделілігін дәлірек көрсететін жаңа буын климаттық модельдерін жасау үшін қажет деп қорытындылайды.