Ученые раскрывают картину окисления океана на станции ALOHA

Сжигание ископаемого топлива высвободило в атмосферу огромное количество парникового газа — диоксида углерода (CO₂), что существенно повлияло на глобальный климат. Если бы не поглощение CO₂ океанами, тревожный рост его концентрации в атмосфере был бы значительно больше. Однако эта полезная роль океанов в качестве «скруббера» CO₂ имеет нежелательные последствия. Растворяясь, CO₂ действует как кислота и понижает pH морской воды.

С начала промышленной эры подкисление поверхностных вод океана, вызванное CO₂, уже привело к снижению pH на 0,1 единицу. Модели предполагают, что к 2050 году вероятно дальнейшее падение на 0,3 единицы pH. Продолжающееся закисление моря может иметь ряд негативных последствий для морской биоты и способно изменить скорость биогеохимических процессов в океане. Несмотря на глобальную важность этого явления, существует мало исследований, обладающих достаточной продолжительностью, точностью и интенсивностью отбора проб, чтобы задокументировать скорость изменения pH океана.

В 1988 году Дейв Карл и Роджер Лукас из Школы океанических, земных наук и технологий (SOEST) Гавайского университета в Маноа основали программу Hawaii Ocean Time-series (HOT), в том числе для установления долгосрочной записи реакции океана на рост атмосферного CO₂. Ежемесячные исследовательские рейсы на станцию ALOHA к северу от Оаху за 20 лет дали наиболее детальную на сегодняшний день запись об окислении океана в Тихом океане.

В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ведущий автор Джон Дор (бывший исследователь SOEST, ныне из Университета штата Монтана) представил анализ изменений pH на станции ALOHA во времени и по глубине. Ученые обнаружили, что за два десятилетия наблюдений поверхностный океан становился более кислым ровно с той скоростью, которую ожидали от химического уравновешивания с атмосферой. Однако эта скорость изменялась на сезонных и межгодовых масштабах и даже обратилась вспять на один период продолжительностью почти пять лет. Годичные изменения, по-видимому, обусловлены климатически вызванными изменениями в перемешивании океана и сопутствующими биологическими реакциями на эти события.

Авторы также обнаружили на глубине отдельные слои, в которых снижение pH происходило даже быстрее, чем на поверхности. Дор и его коллеги объясняют эти слои с повышенной скоростью закисления увеличением биологической активности и проникновением на станцию ALOHA удаленно сформированных водных масс с различной химической историей.