Загрязнённые грунтовые воды, вероятно, десятилетиями отравляли коралловые рифы в южной части Тихого океана

Грунтовые воды с избытком азота от сельскохозяйственных удобрений, вероятно, загрязняли коралловые рифы на Островах Кука во второй половине XX века, и это продолжалось ещё годы после прекращения использования удобрений. Это открытие говорит о долгосрочном влиянии деятельности человека на сообщества коралловых рифов, что может способствовать их деградации.

Коралловые рифы — одни из самых разнообразных и ценных экосистем на Земле. Они служат буфером для береговых линий и предотвращают эрозию. По данным NOAA, в мире около полумиллиарда человек живут в пределах 100 км от рифов. Рифы могут обеспечивать товары и услуги на сумму 375 млрд долларов в год. В южной части Тихого океана за последние два десятилетия площадь коралловых рифов сократилась примерно на 25%.

Во многих странах Океании быстрый рост туризма и развитие сельского хозяйства с 1960-х годов вызвали опасения по поводу загрязнения прибрежных водоносных горизонтов антропогенными питательными веществами. Учёные подозревали, что грунтовые воды, загрязнённые избытком питательных веществ из удобрений, способствовали деградации рифов, но не могли точно измерить прошлые модели сброса азота.

«Наше исследование показывает, что загрязнение грунтовых вод сегодня — это проблема, последствия которой будут ощущаться ещё долго в будущем», — сказал Дирк Эрлер, ведущий автор нового исследования в Geophysical Research Letters.

Исследование на Раротонге

Команда исследовала деградацию рифов на Островах Кука. С 1960-х годов избыток азота из удобрений просачивался в прибрежные водоносные горизонты. Азот в избытке смещает экосистему в сторону доминирования водорослей, что приводит к гипоксии и гибели кораллов и рыб.

Эрлер и его команда проанализировали «азотные отпечатки», сохранившиеся в скелетах долгоживущих кораллов у острова Раротонга. Керны кораллов, датируемые с 1880 года, содержали хорошо сохранившийся азот. Используя эти данные, исследователи обнаружили, что сброс азота с грунтовыми водами увеличился между 1960 и 2000 годами — периодом активного использования удобрений. По архивным данным Департамента сельского хозяйства Островов Кука, в 1986 году на Раротонге использовалось до 10,7 тонн мочевины (удобрение с 46% азота) и 35 тонн азота. Учёные предполагают, что азот продолжал просачиваться к рифам до 2000 года — до 15 лет после прекращения использования удобрений. Грунтовые воды были загрязнены избытком азота с 1963 по 1986 год, который начал поступать в рифы около 1980 года.

Связь с сельским хозяйством

Сравнив данные по азоту в кораллах с историческими сельскохозяйственными данными Раротонги, исследователи связали загрязнение с бумом сельского хозяйства 1960-х, 70-х и 80-х годов, когда основными культурами были апельсины, ананасы и бананы. Спрос на эту продукцию упал к 1986 году.

Исследование показало, что применение азотных удобрений в тот период привело к инфильтрации питательных веществ в мелкие и глубокие водоносные горизонты. Даже после прекращения бума химикаты продолжали воздействовать на лагуну и рифы. Сброс сельскохозяйственного азота с грунтовыми водами продолжался как минимум 15 лет после окончания бума в середине 1980-х.

«Наши результаты показывают, что нерегулируемые поступления азота на тропические острова в конечном итоге приводят к его сбросу на окружающие рифы. Важно то, что этот сброс может происходить в течение многих лет после прекращения загрязнения», — заключил Эрлер.