Как изменение климата влияет на морские пищевые цепи: открытие ученых
Компьютерные модели показывают, как изменение климата, вызванное деятельностью человека, кардинально изменит важнейшие циклы питательных веществ в океане. В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences Калифорнийского университета исследователи из Ирвайна сообщают о доказательствах того, что морские циклы питательных веществ, необходимые для поддержания океанских экосистем, опасно меняются по мере того, как планета продолжает нагреваться.
«Модельные исследования показали, что, когда океан нагревается, он становится более стратифицированным, что может привести к истощению питательных веществ в определенных частях поверхностного слоя океана», — поясняет Адам Мартини, профессор экологии и эволюционной биологии, один из ведущих авторов исследования. Хотя более ранние модели предполагали наличие связи между температурой воды и концентрацией питательных веществ на поверхности океана, это первое масштабное исследование, подтверждающее влияние изменения климата на круговорот питательных веществ.
Команда, возглавляемая аспирантом Скайларом Джерасом, проанализировала данные о питательных веществах в океане за 50 лет, собранные в рамках Глобальной программы гидрографических исследований океанских судов (GO-SHIP). Они обнаружили, что за последние полвека в океанах южного полушария произошло значительное снижение содержания фосфора — элемента, который играет ключевую роль в поддержании здоровья участников морских пищевых цепочек.
«Это может оказывать каскадное воздействие на пищевую сеть», — уверен Джерас, который объяснил, как планктон — микроорганизмы, составляющие основу многих морских пищевых цепей, критически зависят от соединений фосфора в качестве источника пищи. «Когда в фитопланктоне содержится меньше фосфора, он становится менее питательным, что неизбежно ухудшает темпы роста и состояние зоопланктона и рыбы. Фосфора в рыбе и в других промысловых морепродуктах становится меньше».
Удивительно, но концентрация нитратов, которая, как ожидала команда, тоже должна была снизиться, остается стабильной. Нитраты играют не менее важную роль в функционировании океанической экосистемы, поэтому то, что их количество не снижается, является хорошим знаком. Тем не менее, концентрация нитратов может снизиться в будущем, поскольку климат продолжает меняться. «Но это всего лишь предположение», — признался Адам Мартини.
Мартини подчеркнул важность таких программ, как GO-SHIP. Без морских экспедиций, которые собирают эмпирические данные о морских экосистемах, не было бы возможности подтвердить, действительно ли происходит то, что предсказывают климатические модели. Например, модели предсказывали, что к настоящему времени уровень нитратов в океанской воде снизится, но прямые наблюдения показывают, что это не так.
«В целом, действительно трудно предвидеть долгосрочное воздействие климата на океан, потому что существует очень большая изменчивость, и наше исследование сейчас выявило лишь часть долгосрочных последствий глобального потепления», — сказал Мартини.
Далее команда хочет количественно оценить, как изменяющиеся циклы питательных веществ влияют на морские экосистемы в Северном полушарии и сравнить данные на глобальном Севере и Юге.
Ранее ученые рассказали, как спасти от вымирания акул и скатов.
