Ученые нашли источник половины производимого на Земле кислорода

Около половины ежегодно производимого на Земле кислорода создают не леса, а микроскопические организмы, обитающие в освещённых слоях океана. К ним относятся фитопланктон — водоросли, цианобактерии и другие организмы, использующие солнечный свет для фотосинтеза. Их совокупная активность сопоставима с работой всех наземных растений. Об этом сообщается в материале научного автора Лахлана Брауна.

При этом распространённое утверждение о том, что каждый второй вдох человек получает благодаря океану, не следует воспринимать буквально, поскольку атмосфера постоянно перемешивается, значительная часть кислорода накопилась за сотни миллионов лет, а морской фотосинтез и процессы потребления кислорода океанскими организмами и при разложении органики находятся примерно в равновесии.

Фитопланктон включает множество различных организмов. Диатомовые водоросли имеют кремнезёмные оболочки, кокколитофориды покрыты пластинами карбоната кальция, а некоторые динофлагелляты способны передвигаться и питаться другими организмами. Для их существования необходимы свет, углекислый газ, азот, фосфор, железо и другие вещества. В основном они обитают в верхнем освещённом слое океана, который в особенно прозрачной воде может достигать глубины около 200 метров.

Ключевую роль фитопланктона определяют не размеры отдельных клеток, а их огромное количество, высокая скорость размножения и площадь океана, покрывающего около 71% поверхности Земли. При благоприятных условиях организмы быстро образуют цветение, способное за несколько дней изменить окраску воды на площади в сотни квадратных километров. Несмотря на значительно меньшую по сравнению с лесами биомассу, фитопланктон обновляется гораздо быстрее. Исследования показывают, что вклад океана и суши в образование нового органического вещества в мировом масштабе примерно одинаков.

Наблюдение за фитопланктоном ведётся с помощью спутников, регистрирующих изменения цвета океана. Хлорофилл и другие пигменты по-разному поглощают и отражают свет, из-за чего вода может приобретать зелёные, бирюзовые, коричневые или молочно-голубые оттенки. Запущенный в феврале 2024 года спутник NASA PACE измеряет сотни диапазонов световых волн, что позволяет различать отдельные сообщества фитопланктона. Вместе с тем такие наблюдения дают расчётные оценки, поскольку облачность закрывает поверхность океана, а часть организмов находится глубже слоя, доступного для наблюдения из космоса.

Фитопланктон является основой большинства морских пищевых цепей, служа пищей для зоопланктона, которым, в свою очередь, питаются рыбы и более крупные животные. Кроме того, организмы участвуют в переносе углерода из атмосферы в глубины океана. Однако чрезмерное цветение, вызванное поступлением удобрений и сточных вод, может привести к дефициту кислорода, поскольку при разложении погибших клеток бактерии активно расходуют растворённый в воде кислород. Потепление и усиление расслоения океана способны изменить поступление питательных веществ, а также повлиять на состав фитопланктона, морские экосистемы и круговорот углерода.