Окисление океана может уничтожить основу морской пищевой цепи

Дата публикации: .

Основой океанической пищевой цепи, на которую полагаются киты, акулы и осьминоги, являются крошечные фотосинтезирующие водоросли, называемые диатомовыми. Они имеют тысячи форм и незаметны для человеческого глаза. Если их популяции исчезнут или сократятся, могут произойти резкие изменения во всей обширной морской пищевой сети. Одна из главных угроз диатомовых водорослей — окисление океана вследствие глобального потепления.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, ученые собрали несколько видов диатомовых водорослей и поместили их в воду с повышенным уровнем кислотности, аналогичным прогнозируемым уровням кислотности океана к концу века.
Было обнаружено, что более кислые воды препятствуют получению водорослями необходимых питательных веществ, особенно железа.
Диатомовые водоросли плавают вблизи освещенной солнцем поверхности океана. Они забирают углекислый газ из атмосферы, а затем используют этот углерод в качестве основного питательного вещества. По данным NOAA, океан поглощает 30 % углекислого газа в атмосфере, и большая его часть потребляется водорослями.
Они поглощают углерод и выделяют кислород — настолько много, что обеспечивают каждый четвертый наш вдох. В конце концов тяжелые диатомовые водоросли погружаются на дно, где хранят углерод вдали от атмосферы.
Потенциальные каскадные последствия упадка водорослей очень беспокоят ученых. Сокращение их численности может отразиться на способности океана забирать углекислый газ из атмосферы и, как следствие, ускорить глобальное потепление.
Сегодня уровни углекислого газа в атмосфере являются самыми высокими за последние 800 000 лет, а глобальная средняя температура поверхности достигает рекордных значений. Углекислый газ в воздухе реагирует с морской водой, образуя углекислоту и постепенно увеличивая кислотность морей. Это увеличение углекислоты приводит к уменьшению количества карбонатных молекул (технически это карбонатная молекула, которая отрицательно заряжена, или ион). И, как обнаружили исследователи, меньшее количество карбонатных молекул препятствует способности диатомовых водорослей «захватывать» железо — жизненно важное питательное вещество, которое позволяет им размножаться и процветать.
Согласно выводам ученых, из-за окисления океана карбонат у поверхности воды, где происходит большая часть окисления, снизится почти на 50 % в течение этого столетия. Это может привести к гибели диатомовых водорослей в обширных частях океана, особенно в морях Южного океана вокруг Антарктиды, в которых уже наблюдается дефицит железа.
Сокращение популяций диатомовых водорослей может вызвать «петлю обратной связи». Так как некому будет вместо них забирать углерод из атмосферы, его концентрации будут расти и еще больше окислять океаны. Этот эффект, как подчеркивают исследователи, будет наиболее заметным в океанах, которые уже имеют низкое содержание железа.
Однако для окончательных выводов требуются дополнительные исследования. В лабораторных условиях ученые могли контролировать все переменные, но в открытом океане воздействие может быть различным — и не факт, что обратная связь будет именно такой. «Экологические системы сложны, и трудно предсказать, как они могут компенсировать или корректировать свои процессы в случае изменений», — сказал Эндрю Аллен, сотрудник Института океанографии Скриппса.