На большой глубине в океане постоянно опускается поток частиц, напоминающий снегопад. Этот так называемый морской снег состоит из слизи, экскрементов животных, ила, останков микроскопического планктона и другого органического материала. Погружаясь, частицы переносят углерод из верхних слоёв воды к морскому дну.
По оценкам учёных, ежегодно морской снег уносит с поверхности океана более 10 гигатонн углерода. Однако до глубин, где он способен сохраняться сотни и даже тысячи лет, доходит только около 2 гигатонн. Исследователи из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего и Университета Линкольна выяснили, что важную роль в этом процессе играет вязкость частиц.
Результаты работы опубликованы 8 октября в журнале Science, а методика исследования описана в сопутствующей статье Nature Communications. Учёные установили, что более клейкий морской снег медленнее разрушается под воздействием бактерий и способен опускаться глубже. Согласно расчётам, такие частицы могут доставлять в глубокие слои океана более чем в шесть раз больше углерода, чем менее вязкие образования.
Проект начался в 2021 году, когда постдокторант Брайс Инман решил изучить микроскопическую среду, которую он называет «мускосферой». Вместе с коллегами, включая микробиолога и почётного профессора Скриппса Фарука Азама, он четыре года искал способ наблюдать взаимодействие бактерий со структурой слизи. Рабочую технологию удалось создать в 2025 году: она объединила трёхмерную конфокальную микроскопию и специально разработанные флуоресцентные молекулы.
С помощью нового метода исследователи впервые рассмотрели внутреннее строение отдельных частиц морского снега и движение живых бактерий внутри них. Оказалось, что бактерии чаще заселяют поверхностные участки с меньшей вязкостью, тогда как плотные и клейкие зоны внутри частиц труднее доступны для разрушения. Лабораторные опыты показали, что вязкие частицы дольше сохраняют целостность, а компьютерное моделирование подтвердило их способность опускаться на большую глубину.
Авторы считают, что открытие помогает объяснить, почему одни частицы переносят углерод значительно дальше других, хотя начинают движение примерно у поверхности океана. Полученные данные также важны для изучения других систем, где бактерии взаимодействуют со слизью, включая коралловые рифы, леса водорослей, корневые системы растений и пищеварительный тракт животных. Как сообщает сайт ScienceDaily, разработанная технология позволит исследовать такие микроскопические структуры и процессы, которые прежде нельзя было наблюдать напрямую.