Ученые БФУ выяснили, как Финский залив «дышит» углекислым газом

Ученые БФУ имени Иммануила Канта с коллегами проследили, как водная поверхность восточной части Финского залива обменивается углекислым газом с атмосферой в разное время года. Оказалось, что в теплый сезон залив активно поглощает этот газ, а в холодный — наоборот, выделяет его. Полученные данные помогут лучше понять, как изменчивость климата отразится на экосистеме Балтийского моря. Результаты исследования опубликованы в журнале Doklady Earth Sciences.

Балтийское море хорошо освоено, из-за чего оно испытывает значительную нагрузку от человеческой деятельности — судоходства, вылова рыбы, работы сельскохозяйственных и промышленных предприятий и других факторов. Со сточными водами в Балтику поступает органическое вещество, и это приводит к заметным сезонным изменениям кислотности воды. Так, летом в богатой органикой среде активно размножаются водоросли, которые поглощают углекислый газ, компенсируя закисление акватории. Зимой, когда органическое вещество разлагается, в воде накапливается растворенный углекислый газ, и кислотность растет. Сильное закисление может приводить к гибели моллюсков и рыбы, поэтому уровень углекислого газа в воде важно отслеживать. 

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта и Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (Москва) в ходе экспедиций 2022–2023 годов проследили, как происходит обмен углекислым газом между атмосферой и водной поверхностью Финского залива — одного из крупнейших заливов Балтийского моря. 

В ноябре, декабре, апреле и мае авторы отбирали образцы воды с разных глубин восточной части Финского залива и оценивали ее гидрологические и гидрохимические параметры, а также измеряли парциальное давление углекислого газа в атмосфере. По этим данным исследователи рассчитали потоки углекислого газа — сколько его выделяется из воды или поглощается ею.

Оказалось, что в холодные месяцы, когда морские водоросли практически не размножаются и поверхностные воды активно перемешиваются с глубинными слоями, богатыми углекислым газом, залив становится источником этого газа для атмосферы. В теплые месяцы фитопланктон, который поглощает углекислый газ для фотосинтеза, активно размножается, и вода, наоборот, начинает поглощать углекислый газ из атмосферы.

Расчеты также показали, что с учетом как выделения, так и поглощения за весь год с каждого квадратного метра исследованной акватории Финского залива в атмосферу попадает около четырех грамм углерода в составе углекислого газа. Это говорит о том, что залив в целом выступает источником этого парникового газа, что необходимо учитывать при построении моделей изменчивости климата.

Понимание процессов, которые обеспечивают обмен углекислым газом между атмосферой и гидросферой, важно для сохранения хрупкой экосистемы Балтийского моря от закисления воды и более точного прогнозирования будущих изменений в этой акватории. В дальнейшем мы планируем продолжить регулярный экспедиционный мониторинг восточной части Финского залива. Непрерывные наблюдения помогут не только оценивать углеродный баланс бассейна, но и разрабатывать эффективные меры по адаптации региона к климатическим изменениям.

рассказывает Александра Муратова, младший научный сотрудник НОЦ «Геоэкология и морское природопользование» БФУ имени Иммануила Канта.