Средиземное море настолько горячее, что в нем образуются кристаллы карбоната

Oct 14, 2023

Мэтт Саймон

Если вы встанете на побережье Израиля и посмотрите на Средиземное море, вы увидите темно-синие, спокойные воды, которые поддерживали человечество на протяжении тысячелетий. Однако под поверхностью разворачивается нечто странное: процесс, называемый стратификацией, нарушает то, как море перерабатывает углекислый газ.

По сути, думайте об этой части Средиземноморья как о пироге, сделанном из жидкости. Яркий солнечный свет нагревает верхний слой воды, который находится в более прохладных и глубоких слоях ниже. В открытом океане, где температура воды ниже, CO2 растворяется в соленой воде, что позволяет морям Земли коллективно поглощать четверть выбросов углерода, которые люди выбрасывают в атмосферу. Но поскольку летом восточная часть Средиземного моря нагревается, она больше не может поглощать этот газ и вместо этого начинает его выделять.

То же самое происходит в бутылке газировки, газированной углекислым газом. «Обычно его хранят в холодном состоянии, поэтому растворенные газы остаются растворенными», — говорит Ор Бялик, геолог из Мюнстерского университета в Германии. «Если вы оставите его на некоторое время в машине и попытаетесь открыть, все газы вылетят сразу, потому что при нагревании способность жидкости удерживать CO2 снижается». Бум, шипение, у тебя руки в беспорядке.

В Восточном Средиземноморье эта динамика имеет гораздо большее значение для климата, чем липкий салон автомобиля, поскольку море начинает выделять большое количество CO2, которое вода больше не может удерживать. А Бялик и его коллеги обнаружили, что эти нагревающиеся, стратифицирующие воды изобилуют второй углеродной проблемой: команда недавно поймала кристаллы арагонита в отстойниках. Арагонит — это форма карбоната кальция, которую океанические существа, такие как улитки, используют для построения своих панцирей. За исключением все более жаркого Восточного Средиземноморья, арагонит формируется абиотически. Это еще один признак того, что вода становится настолько теплой, что высвобождает углеродный заряд.

В этих горячих, мелких и стабильных водах жидкость на поверхности не сильно смешивается с нижележащими более холодными слоями, в отличие от более глубоких частей океана, где апвеллинг поднимает более холодную H2O. «Условия настолько экстремальные, что мы определенно можем химически генерировать карбонат кальция из этих вод, что стало для нас своего рода шоком», — говорит Бялик, соавтор недавней статьи с описанием открытия в журнале Scientific Reports. (Он проводил исследование во время работы в Мальтийском и Хайфском университетах.) «По сути, это похоже на химический стакан, который стоит там очень долгое время, и этого достаточно, чтобы запустить эти реакции и начать генерировать кристаллы».

Это похоже на эксперименты, которые вы могли проводить в детстве с кристаллами сахара. Вы добавили в воду кучу сахара, насытив ее. Ничего не происходило до тех пор, пока вы не уронили веревку, из-за чего сахар превратился в жировые скопления, прилипшие к веревке. Точно так же, когда Средиземное море нагревается и расслаивается, оно насыщается карбонатами. Как именно протекают реакции арагонита, Бялик и его коллеги пока не могут сказать, но они могут начаться с ядер, похожих на пылинки, сдутые с близлежащей земли, на которых слои арагонита выстраиваются в кристаллы — очень крошечную версию струны. в сахарной воде.

Brenda Stolyar

ПРОВОДНОЙ персонал

Уилл Найт

Медея Джордано

Стоит также отметить, что Средиземное море является одним из самых загрязненных микропластиком водоемов в мире: в 2020 году ученые сообщили, что обнаружили 2 миллиона частиц в одном квадратном метре отложений толщиной всего 5 сантиметров. Бялик не знает, образуются ли кристаллы арагонита вокруг микропластика, плавающего в толще воды. «Они, вероятно, могли образоваться вокруг любого центра нуклеации», — говорит Бялик. «Я подозреваю, что микропластик также может быть возможным. Но, как любят говорить ученые, необходимы дополнительные исследования».

Однако Бялик и его коллеги могут сказать, что по мере формирования этих кристаллов они выделяют CO2. Настолько, подсчитал Бялик, что на их долю приходится около 15 процентов газа, который Средиземное море выбрасывает в атмосферу.