Мировой океан выполняет функцию глобального климатического регулятора, и ключевую роль в этом процессе играют мельчайшие организмы. Фитопланктон, поглощающий солнечную энергию, участвует в циклах углекислого газа и кислорода. Потребляющие его зоопланктонные организмы производят фекальные гранулы, которые, опускаясь на морское дно, осуществляют перенос углерода в глубинные слои. Этот механизм, по сути представляющий собой масштабную природную систему утилизации, изолирует углерод от атмосферы, тем самым ограничивая концентрацию CO2 в ней. Однако, как выяснилось, устойчивость данной системы находится под угрозой.
Антропогенные выбросы, ведущие к глобальному потеплению, вызывают повышение температуры океанских вод, что порождает тревожные сигналы о возможной дестабилизации этого «карбонового туалета». Наглядным примером служит ситуация в северо-восточной части Тихого океана, у побережья Аляски. Этот регион пережил два значительных периода аномального потепления: первый продолжался с 2013 по 2015 год, а второй — с 2019 по 2020 год. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Communications, эти события привели к изменению видового состава фито- и зоопланктона, что, в свою очередь, нарушило процесс вертикального переноса углерода.
Данные, собранные в суровых условиях
Для получения доказательств ученые обратились к десятилетним данным, собранным биогеохимическими поплавками программы «Арго». Эти автономные устройства, перемещающиеся в толще воды по вертикали, непрерывно считывают химические параметры океана. Находясь на поверхности, поплавки передают информацию на спутник, что позволило исследователям получить длительный, непрерывный поток данных без необходимости постоянного физического присутствия в северо-восточной субарктической части Тихого океана, известной своими суровыми, особенно в зимний период, условиями.
Морские тепловые волны, подобные тем, что наблюдались у Аляски, создают проблемы, сопоставимые с атмосферными аномалиями на суше. Океан аккумулировал порядка 90 процентов избыточного тепла, порожденного человеческой деятельностью. Если в XIX веке лишь около 2 процентов поверхности океана испытывало экстремальные температуры, то в настоящее время этот показатель возрос до 50 процентов. Прогнозируется, что подобные явления будут становиться всё более частыми и интенсивными, если не произойдет резкого и быстрого сокращения выбросов парниковых газов. Примечательно, что северная часть Тихого океана вновь демонстрирует рекордные температуры, что отчасти может быть связано с введенными в 2020 году ограничениями на выбросы аэрозолей с судов, которые ранее оказывали охлаждающий эффект на планету.
Как отмечает Аня Штайнер, кандидат наук в области биологической океанографии из Океанографического института Скриппса, не участвовавшая в исследовании, подобные долгосрочные наблюдения крайне важны. Они позволяют осмыслить происходящие изменения в широком контексте и служат серьезным предупреждением. Океан претерпевает трансформации, которые влияют не только на морские экосистемы, но и, в конечном счете, на человечество, зависящее от океана как источника пищи, воздуха и ключевого компонента климатической регуляции.
Микробный океанограф из канадского института Хакаи Коллин Келлог, выступивший соавтором научной работы, подчеркивает, что каждый регион океана обладает уникальными химическими, биологическими и экологическими характеристиками. Поэтому процессы, наблюдаемые в северо-восточной части Тихого океана, не обязательно идентичны тем, что происходят в других акваториях. Тем не менее, полученные данные указывают на снижение способности этого морского района поглощать углекислый газ, что усугубляет проблему глобального потепления. Эта ситуация вызывает особую озабоченность, учитывая, что океаны в целом захватывают около четверти антропогенных выбросов CO2. Ученый призывает к тщательной оценке подобных эффектов и на других участках Мирового океана, подверженных воздействию морских тепловых волн.