Исследование физиков Варшавского университета показало, как крошечные частицы органики, медленно опускающиеся на дно океана, могут влиять на глобальный климат.
Эти частицы переносят огромные объёмы углерода из поверхностных слоёв воды в глубины, и эффективность этого процесса определяет скорость накопления углекислого газа в атмосфере.
Что такое морской снег
В океане постоянно идёт своеобразный «снегопад», не имеющий ничего общего с обычным снегом. Миллиарды крошечных хлопьев мёртвого органического вещества — остатки водорослей, фекалии зоопланктона, погибшие микроорганизмы и другие частицы — медленно опускаются сквозь толщу воды. Благодаря своей сложной и пушистой форме они получили название «морской снег».
На пути вниз эти хлопья часто сталкиваются друг с другом и слипаются, образуя более крупные и тяжёлые агрегаты. Частота таких столкновений напрямую определяет, как быстро частицы опускаются и сколько углерода в итоге достигает дна океана.
До сих пор моделирование этого процесса было довольно приблизительным. Учёные обычно учитывали только один из двух возможных механизмов столкновения, хотя в реальности работают оба.
Два механизма столкновения
Первый механизм — это броуновское движение. Маленькие частицы дрожат и хаотично движутся в воде под действием ударов молекул. Это случайное движение позволяет им сталкиваться даже с теми частицами, которые не находятся прямо на их пути.
Второй механизм — прямое «подметание». Крупные и тяжёлые хлопья, опускающиеся быстрее, буквально «сметают» более мелкие и медленные частицы, встречающиеся на их пути.
Раньше исследователи просто складывали частоты этих двух процессов. Физики из Варшавы решили проверить, насколько точен такой упрощённый подход.
Что показали результаты
С помощью детального компьютерного моделирования учёные впервые проанализировали оба механизма одновременно. Выяснилось, что простое сложение частот даёт приемлемую погрешность (не более 20%), однако в некоторых случаях может значительно искажать реальную картину — вплоть до занижения количества столкновений в десятки раз.
«Мы изучили точность единственного существующего метода объединения обоих явлений, который заключается в сложении частот столкновений. Этот метод даёт погрешность, не превышающую 20%. Для сложных океанографических измерений это вполне удовлетворительный результат. Тем не менее, он не является точным», — отмечает Ян Турчинович, ведущий автор статьи.
Исследование также выявило интересную закономерность: граница, при которой