Океаны Земли полны жизни. Под его поверхностью обитает множество существ. Но не все в глубоком синем море дружественно к присутствию жизни.
В последние годы ученых беспокоят так называемые “мертвые зоны”: районы с гипоксической водой в океане, где уровень кислорода настолько низок, что морские животные просто физически не могут в них выжить.
За несколько десятилетий мертвые зоны значительно расширились и больше уже не ограничиваются только океаном. Потеря кислорода началась даже в озерах и по темпам опережает схожее явление на суше.
Однако, как бы ни вызывали беспокойство мертвые зоны, но это не совсем новая проблема Мирового океана, говорят ученые.
В новом исследовании они обнаружили, что мертвые зоны на самом деле были повторяющейся особенностью Тихого океана дольше, чем кто-либо когда-либо предполагал – это происходит уже, по крайней мере, около 1,2 миллиона лет.
Анализируя керн древних отложений, пробуренных на дне Берингова моря в северной части Тихого океана, ученые идентифицировали 27 отдельных случаев мертвых зон – официально называемых зонами кислородного минимума (ОМЗ) и выяснили, что повторные приступы гипоксии были относительно регулярной особенностью Тихого океана на протяжении плейстоцена.
До этого уже было известно, что конец последнего ледникового периода (примерно 12000 лет назад) совпал с широко распространенной гипоксией в северной части Тихого океана, поскольку крупные события потепления спровоцировали таяние ледяного покрова, которое отправило огромное количество пресной воды в океан.
Но теперь оказалось, что мертвые зоны существовали задолго до этого. И самое неприятное – для их появления не требовалось драматических преобразований окружающей среды, как таяние ледников.
“Для того, чтобы это произошло, не требуются такие серьезные возмущения, как таяние ледяных щитов, – говорит ученый-океанолог Ана Кристина Равело из Калифорнийского университета в Санта-Крус (Калифорнийский университет в Санта-Крус). – Эти резкие гипоксические явления на самом деле оказались обычным явлением в геологической летописи и не связаны с дегляциацией. Они почти всегда происходят в теплые межледниковые периоды, подобные тому, который мы переживаем сейчас”.
Среди 27 идентифицированных сигналов ОМЗ – обозначенных слоистыми слоями в керне, отражающими ненарушенные отложения, отложившиеся в отсутствие живых существ, – некоторые интервалы мертвой зоны длились менее тысячи лет, в то время как в других сохранялись гипоксические условия почти 40 тысячелетий.
Хотя в возникновении ОМЗ нет какой-то закономерности, кроме случайной, они, тем не менее, были регулярным явлением в течение всего плейстоцена. Что свидетельствует о том, что в океане мертвые зоны являются частью экосистемы.
“Мы не знаем, насколько они были обширными за пределами северной части Тихого океана, но мы знаем, что они были очень интенсивными, – говорит Равело. – Система подготовлена к такому типу событий”.
ОМЗ часто связывают с вредоносным цветением водорослей, состоящим из микроскопических организмов, которые в конечном итоге разлагаются и опускаются на морское дно. По мере того, как они тонут, бактериальная деградация биомассы приводит к потреблению кислорода в воде.
В сегодняшних мертвых зонах загрязнение окружающей среды является большой частью проблемы, поскольку продукты жизнедеятельности человека (особенно сельскохозяйственные удобрения) попадают в океан и водные пути, выступая как раз в качестве источника питательных веществ, привлекающих множество морских водорослей.
Более теплая вода делает появление мертвых зон очень вероятными, как и условия циркуляции океана, но здесь присутствуют и другие факторы.
“Наше исследование показывает, что высокий уровень моря, возникающий во время теплого межледникового климата, способствовал этим гипоксическим явлениям, – говорит первый автор исследования, аналитик данных Карла Кнудсон, бывшая аспирантка Калифорнийского университета в Санта-Крузе в области наук об океане. – Во время высокого уровня моря растворенное железо с затопленных континентальных шельфов может переноситься в открытый океан и способствовать интенсивному росту фитопланктона в поверхностных водах”.
Хотя результаты показывают, что мертвые зоны не являются отклонением от современного загрязненного, нагретого человеком мира, но нет никакого утешения в осознании того, что загрязнение, более теплые воды и более высокий уровень моря являются одними из основных движущих сил перехода воды в состояние опасной среды, которая убивала морские организмы тысячи лет подряд.
Насколько широко могут быть распространены мертвые зоны в будущем – это насущный вопрос, на который можно ответить, пробурив глубокие керны отложений из других океанических мест, чтобы попытаться количественно оценить географическую протяженность предыдущих залежей ОМЗ.
Эти “кадры хроники” из прошлого океана могут оказаться зловещим предзнаменованием масштаба распространения завтрашних мертвых зон. Некоторые ученые уже прогнозируют, что уровень кислорода в глобальном океане будет продолжать снижаться в течение следующей тысячи лет или даже больше.
Это страшно и серьезно, и мы не можем позволить себе не замечать этого.
“Важно понять, подталкивает ли изменение климата океаны к переломному моменту для резкой и тяжелой гипоксии, которая разрушит экосистемы, источники пищи, а в конечном счете и экономику”. – сказала Кнудсон.
Читайте также: Под полуторакилометровым ледником Гренландии найдены древние растения