Исследователи объяснили, как глобальное потепление влияет на способность океана поглощать и накапливать большинство углеродных выбросов человека.
Морские тепловые волны могут менять океанические пищевые сети, что повлечет за собой замедление потоков углерода в глубине морей и будет препятствовать океану защищаться от изменения климата. Как пишет ЕцгекаІегт, к таким данным пришла международная команда ученых из некоммерческого океанографического исследовательского центра MBARI с участием представителей различных университетов США, Дании и Канады.
Ученые собрали данные о биологических условиях в заливах Аляски, чтобы исследовать влияние морских тепловых волн на пищевые сети океана и потоки углерода. Этот регион выбрали, потому что за последнее десятилетие он пережил две последовательные морские тепловые волны: одну с 2013 по 2015 год и другую с 2019 по 2020 год.
Информацию собирали с помощью Global Ocean Biogeochemical (GO-BGC) Array, которая использует роботизированные поплавки для мониторинга состояния океана. Поплавки измеряют температуру, соленость, нитраты, кислород, хлорофилл и твердые частицы органического углерода, которые перемещаются вверх и вниз по толще воды каждые пять-десять дней. Команда также изучила химический и генетический состав планктона.
В исследовании, опубликованном в научном журнале Nature Communications, объясняется, что океан имеет биологический углеродный насос. Обычно он действует как конвейерная лента, которая переносит углерод с поверхности в глубины океана. Как рассказала ведущий автор исследования Мариана Биф, этот процесс обеспечивается микроскопическими организмами - именно они формируют основу пищевой сети океана, включая бактерии и планктон.
"Исследование показало, что морские тепловые волны действительно повлияли на основу океанической пищевой сети, и это влияние было связано с изменениями в способах круговорота углерода в толще воды. Однако изменения, произошедшие в пищевой сети, не были одинаковыми в течение двух тепловых волн", - говорится в статье.
Объясняется, что обычно фитопланктон превращает углекислый газ в органическое вещество. Эти микроорганизмы являются основой пищевой цепи океана. Когда их съедают более крупные животные и выводят из организма как отходы, они превращаются в органические частицы углерода, которые опускаются с поверхности на глубину. Этот процесс удерживает атмосферный углерод в океане на тысячи лет.
Но, когда во время жары 2013-2015 годов производство углерода на поверхности фотосинтезирующим планктоном было высоким, мелкие частицы углерода не опускались в глубину, а накапливались на глубине примерно 200 метров под водой.
Во время жары 2019-2020 годов наблюдалось высокое накопление частиц углерода на поверхности, которое нельзя было объяснить только производством углерода фитопланктоном. Ученые говорят, что накопление, вероятно, было связано с переработкой углерода морскими обитателями. Эти запасы углерода затем опустились в сумеречную зону и задержались на глубине от 200 до 400 метров, вместо того, чтобы опуститься в морские глубины.
Команда исследователей объяснила эти различия в транспортировке углерода между двумя волнами жары изменениями в популяциях фитопланктона.
"Эти изменения распространились по всей пищевой сети, что привело к увеличению количества мелких травоядных животных, которые не производят быстро тонущих частиц отходов, поэтому углерод удерживался и перерабатывался на поверхности и в верхней сумеречной зоне, а не опускался на более глубокие глубины", - считают они.
Ученые утверждают, что эти две основные морские тепловые волны изменили сообщества планктона и нарушили работу биологического углеродного насоса океана.
"Конвейерная лента, которая переносила углерод с поверхности в глубины моря, застряла. Это увеличило риск того, что углерод может вернуться в атмосферу, а не быть запертым глубоко в океане", - сказала Биф.
Наблюдения за океаном свидетельствуют, что морские тепловые волны усиливаются в течение последних нескольких десятилетий. Океан поглощает четверть ежегодных выбросов углекислого газа - именно благодаря постоянному потоку углеродных частиц, опускающихся с поверхности в глубины моря. Теплый океан может означать меньше замкнутого углерода, что, в свою очередь, может ускорить изменение климата. Кроме изменений в транспортировке углерода, изменения в планктоне, лежащем в основе океанической пищевой сети, имеют каскадное влияние на морскую жизнь и промышленность человека.
Напомним, что недавно ученые заявили, что океан пересек экологическую границу и становится чрезмерно кислым. В отчете, опубликованном учеными, говорится, что кислотность в океане достигла критического уровня, а уровень кислорода продолжает падать. И эти угрожающие факторы делают океан опасным для морской жизни.