Ерлан Жумабаев 
Гидротермальные источники на дне океана непрерывно выделяют углекислый газ, возраст которого исчисляется миллионами лет. Этот древний углерод поднимается из мантии Земли или образуется при нагревании карбонатных пород в геологически активных зонах, где сталкиваются или расходятся тектонические плиты. Долгое время оставалось неясным, как именно эти донные выбросы взаимодействуют с современными морскими экосистемами. Международная группа исследователей из Центра наук о морской среде MARUM при Бременском университете, Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера и Национального университета имени Сунь Ятсена проследила путь геологического углерода на примере мелководного гидротермального источника у побережья тайваньского острова Гуйшань.
В качестве природного маркера ученые использовали радиоактивный изотоп углерода-14. Он постоянно образуется в верхних слоях атмосферы и накапливается в живых организмах, однако после их гибели постепенно распадается, становясь невидимым для приборов через несколько десятков тысяч лет. Углерод из земных недр изолирован от атмосферы так долго, что полностью лишен этого изотопа. Именно эта аномалия позволила исследователям отследить распределение «мертвого» углерода по всей пищевой цепи океана.
Анализ показал, что глубинный газ становится основой для поддержания жизни в экстремальных условиях. Специализированные бактерии, обитающие вблизи источника, используют энергоэффективный химический процесс – восстановительный цикл трикарбоновых кислот. Этот механизм позволяет микроорганизмам включать геологический углерод в свою биомассу даже при высоких температурах и отсутствии света. Исследование выявило, что клетки таких бактерий на треть состоят из древнего углерода.
По пищевой цепи этот материал передается более крупным обитателям. Ткани крабов, живущих у источника и питающихся местными микробами, содержат высокую долю древнего углерода. Из-за этого при радиоуглеродном датировании организмы выглядят значительно старше своего реального возраста. Применяя анализ изотопов водорода, авторы работы также доказали, что на определенном удалении от эпицентра выбросов глубинный углерод начинает усваиваться организмами в процессе фотосинтеза, а не только за счет хемосинтеза.
Несмотря на интеграцию в местную пищевую сеть, биологические виды поглощают лишь малую часть выделяемого газа. Основной объем углекислоты растворяется в толще воды, перемещаясь с океаническими течениями, или попадает напрямую в атмосферу. В дальнейшем ученые планируют изучить, как растворенный органический углерод и микроэлементы из гидротермальных источников влияют на биогеохимию Мирового океана.
