Вязкость частиц так называемого морского снега может определять, какая доля углерода достигнет глубин океана. К такому выводу пришли исследователи Океанографического института Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего и Университета Линкольна. Их работа опубликована 8 октября в журнале Science, сообщает SciTechDaily.
Морской снег образуют скопления погибшего планктона, отходов, слизи, минералов и другого материала. Они постоянно опускаются через толщу воды и переносят углерод от освещённой поверхности к глубинным слоям, где он способен сохраняться сотни и тысячи лет. По оценкам учёных, ежегодно таким образом с поверхности уходит более 10 гигатонн углерода, однако до глубин, подходящих для длительного хранения, добирается лишь около 2 гигатонн.
Главным препятствием для дальнейшего погружения становится деятельность бактерий, разрушающих частицы. Эксперименты показали, что особенно вязкий морской снег медленнее распадается под их воздействием. Согласно результатам исследования, такие частицы могут переносить в глубокий океан более чем в шесть раз больше углерода, чем менее вязкие.
Чтобы увидеть происходящее внутри частиц, учёные разработали новый метод визуализации. Брюс Инман начал работать над этой задачей в 2021 году, будучи постдокторантом в Институте Скриппса, а в 2025 году вместе с коллегами, включая микробиолога и почётного профессора Фарука Азама, создал рабочую методику. Она объединяет трёхмерную конфокальную микроскопию со специальными флуоресцентными молекулами и позволяет одновременно картировать структуру слизи и отслеживать поведение отдельных живых бактерий.
Изображения показали, что микроорганизмы легче заселяют менее вязкие участки у поверхности частиц. Более плотные внутренние области служат для них физическим барьером: бактериям сначала приходится разрушить внешний материал, чтобы проникнуть глубже. «Бактерии могут прикрепляться к менее вязким участкам каждой частицы, но не достигают более вязких областей, пока не разрушат их. Представьте червяка в яблоке: мякоть легко проникаема, а сердцевину трудно прогрызть», — пояснил Инман.
Лабораторные наблюдения подтвердили, что вязкие частицы дольше разрушаются и распадаются на фрагменты, а компьютерное моделирование показало их способность опускаться на большую глубину. Методика, описанная в сопутствующей статье в Nature Communications, может применяться и для изучения слизи в коралловых рифах, лесах водорослей, корневых системах растений и пищеварительном тракте человека и животных. По словам Инмана, слизь обладает сложной структурой с выступами и углублениями, формирующими среду обитания бактерий, которую прежде не удавалось рассмотреть на масштабе меньше самих микроорганизмов.