Наука

Мертвые зоны в Мировом океане: причины появления и прогнозы на будущее

В последние годы ученых все больше беспокоят «мертвые зоны» в Мировом океане: районы с гипоксической водой, где уровень кислорода настолько низок, что морские животные в них не могут выжить.

За последние десятилетия такие зоны кислородного минимума (oxygen minimum zones, OMZ ) значительно расширились. К тому же они больше не ограничиваются океаном, распространяясь и на связанные с ним пресноводные водоемы. При этом, потеря кислорода в озерах идет во всем мире опережающими темпами.

И все же, какое бы беспокойство не вызывали мертвые зоны, это не новая проблема, порожденная исключительно нынешним глобальным потеплением или деятельностью человека. Все обстоит значительно сложнее. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, группа американских и японских исследователей сообщает, что мертвые зоны были повторяющейся особенностью Тихого океана на протяжении, по меньшей мере, 1,2 миллиона лет, выполняя важную функцию в поддержании общего равновесия океанской биосистемы.

Анализируя керны древних отложений, пробуренные на дне Берингова моря в северной части Тихого океана, ученые идентифицировали 27 случаев OMZ на протяжении плейстоцена – геологического периода приблизительно от 2,58 млн лет до 11 700 лет назад, который охватывал и весь последний период оледенений. Ранее было уже известно, что конец последнего ледникового периода совпал с широко распространенной гипоксией в северной части Тихого океана, поскольку крупные события потепления спровоцировали таяние ледяного покрова, которое и отправило в океан огромное количество пресной воды.

Но мертвые зоны, как сейчас выяснилось, существовали задолго до окончания оледенения, что и показали керновые отложения. Для того, чтобы они возникли, не требовалось никаких драматических преобразований окружающей среды.

Эти резкие гипоксические явления были обычны в геологической летописи, и всегда происходили во время теплых межледниковых периодов, подобных тому, который мы переживаем сейчас.

Среди 27 идентифицированных OMZ, обозначенных слоями в керне, отражающими отложения, сформировавшиеся в отсутствие живых существ, некоторые длились менее тысячи лет, в то время другие – более 40 тысячелетий. И, хотя OMZ возникали, не демонстрируя какой-либо закономерности своего появления, их регулярное возникновение в течение всего плейстоцена позволило предположить, что они являлись необходимой частью океанской биосистемы.

Первоначальное возникновение OMZ часто связывают с вредоносным цветением водорослей, которые, в конечном итоге, разлагаются и опускаются на морское дно. По мере того, как это происходит, бактериальная деградация биомассы приводит исчезновению кислорода в воде. Высокий же уровень моря, возникающий во время теплого межледникового климата, способствует этим явлениям, поскольку в это время растворенное железо с затопленных континентальных шельфов переносится в открытый океан, способствуя интенсивному росту фитопланктона в поверхностных водах. Этот фитопланктон, группируясь в наиболее благоприятных для него участках океана, в процессе своей жизнедеятельности извлекает железо из воды и связывает его в донных отложениях. Таким образом, OMZ сосредотачивает на своей территории вещества, которые, в противном случае, неблагоприятно повлияли бы на жизнь в заселенных зонах океана.

Тем не менее, хотя результаты показывают, что OMZ не являются прямым следствием антропогенного загрязнения и нагрева мира, деятельность человека усиливает факторы, способствующие их возникновению. Это поднимает вопрос о том, насколько широко мертвые зоны могут быть распространены в будущем, все еще не вызывая необратимых явлений в Мировом океане в целом, которые разрушили бы его экосистемы. Поиск ответа на этот вопрос станет темой нового исследования, анонсированного в статье.

Американские экологи установили, что за последние десять лет отрицательное воздействие человека на Мировой океан удвоилось.

По материалам Science Alert

Полный кругооборот воды в океанах занимает 2800 лет

Вокруг Света