Экстремальная тепловая волна Эль-Ниньо 2016 года ослабила вынос углерода и дыхание в экваториальной части Тихого океана

Почему удалённая океанская тепловая волна имеет значение для нас

Вдалеке от побережья мощная Эль-Ниньо 2016 года превратила широкую полосу тропического Тихого океана в подводную тепловую волну. Исследование показывает, что событие сделало больше, чем просто согрело воду. Оно нарушило механизмы, с помощью которых крошечные дрейфующие растения переносят углерод с поверхности в глубокий океан — процесс, который помогает удерживать часть углекислого газа от попадания в атмосферу. Отслеживая тонкие сигналы со спутников, роботизированных профилирующих буйков и компьютерных моделей, исследователи показали, как это экстремальное потепление резко ослабило скрытый океанский конвейер углерода.

Усиление нагрева в тропическом Тихом океане

Эль-Ниньо — известный климатический режим, при котором тропический Тихий океан становится необычно тёплым, перестраивая погоду по всему миру. Событие 2015–2016 годов было одним из сильнейших в этом столетии и повысило температуру поверхности моря в частях центрального экваториального Тихого океана примерно на три градуса Цельсия. В ряде мест это подняло температуру выше порога, который учёные используют для определения морской тепловой волны. Теплее вода там означала более слабое поднимание глубоких, богатых питательными веществами вод, которые обычно питают цветение микроскопических растений — фитопланктона. Без этого притока питательных веществ поверхностные воды стали более прозрачными и бедными по биологической активности.

Следя за невидимыми частицами в глубине моря

Когда фитопланктон растёт, умирает и поедается, часть его остатков слипается и тонет, перенося углерод из освещённого слоя на тёмные глубины. Команда использовала океанскую экосистемную модель, направляемую спутниковыми изображениями окраски воды, чтобы оценить, сколько углерода покидало хорошо перемешанный поверхностный слой. Они объединили это с реконструкциями на базе машинного обучения, основанными на тысячах измерений профилирующих буйков Argo. Один набор данных отслеживал, как частицы рассеивают свет — хорошая замена для мелких углеродсодержащих фракций в воде. Другой использовал измерения кислорода, чтобы вывести, сколько морской жизни дышит, потребляя тонущий органический материал.

Резкое падение океанского конвейера углерода

Объединённые записи с 2002 по 2020 год показывают, что годы с прохладными условиями Ла-Нинья обычно сопровождаются сильным выносом углерода с поверхности, тогда как тёплые годы Эль-Ниньо связаны с его ослаблением. Во время пика Эль-Ниньо 2016 года оценённый вынос углерода в ключевом регионе Niño 3.4 экваториального Тихого океана упал примерно наполовину по сравнению с долговременным средним. Сигналы частиц в верхнем океане также снизились, а оценки на основе кислорода показали, что дыхание на глубине между 100 и 200 метрами также уменьшилось — это согласуется с тем, что в глубины стало поступать меньше органического материала для питания жизни ниже. Все три индикатора достигли своих наиболее экстремально низких значений во время этого события, что подтверждает картину крупного, хотя и временного, замедления биологического переноса углерода в глубь.

Как сдвиги в мелком планктоне меняют транспорт углерода

Не все фитопланктонные сообщества одинаково вносят вклад в этот тонущий поток. Крупные, быстро растущие диатомеи, которые строят стекловидные оболочки, как правило, формируют тяжёлые частицы, которые тонут быстро, в то время как более мелкие группы, такие как цианобактерии, тонут медленнее и содержат меньше углерода. Модель показывает, что в продуктивные годы Ла-Нинья диатомеи составляют большую долю материала, поедаемого зоопланктоном и превращающегося в тонущий детрит. Во время Эль-Ниньо, и особенно в 2016 году, диатомеи почти исчезли из центральной части экваториального Тихого океана, уступив место более мелким, медленнее растущим группам. Этот сдвиг в составе сообществ помогает объяснить, почему вынос упал так резко и почему на средней глубине океана снизилось дыхание. Исследование также показывает, что связь между условиями Эль-Ниньо и ослабленным выносом наиболее сильна в центральной и восточной частях тропического Тихого океана, с более сложной картиной в других регионах океана.

Что это значит для углеродного баланса планеты

Эль-Ниньо 2016 года совпало с необычно быстрым ростом концентрации углекислого газа в атмосфере, в значительной степени вызванным изменениями на суше и изменённым газообменом на поверхности моря. Эта работа показывает, что одновременно биологический насос, перемещающий углерод с поверхности в глубокий океан в экваториальном Тихом океане, также дал сбой. Это затрудняет способность региона действовать как долгосрочный поглотитель углерода, особенно во время экстремальных тёплых событий, которые, как ожидается, станут более частыми по мере потепления климата. Проще говоря, когда тропический Тихий океан нагревается и его планктонное сообщество смещается в сторону лёгких, медленно тонущих форм, меньшая часть углерода переносится в глубины, оставаясь в приповерхностном океане и, в конечном счёте, в воздухе, которым мы дышим.

Цитирование: Arteaga, L.A., Rousseaux, C.S., Cetinić, I. et al. Extreme 2016 El Niño heatwave weakened carbon export and respiration in the Equatorial Pacific. Commun Earth Environ 7, 404 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03441-y

Ключевые слова: Эль-Ниньо, морская тепловая волна, экваториальный Тихий океан, вынос углерода океаном, фитопланктон