Спутниковые данные NASA показали «климатический танец» планктона

Анализ цветовых оттенков океана по спутниковым данным NASA позволил получить новые данные о том, как климатические и экосистемные процессы влияют на циклы роста фитопланктона — микроскопических водных растений, важных для популяций рыб и углеродного цикла Земли.

Фитопланктон, находящийся в основании пищевой цепи океана, отвечает примерно за половину чистой фотосинтезирующей продукции на Земле. Его фотосинтез потребляет углекислый газ и играет ключевую роль в переносе углерода из атмосферы в океан. Новое исследование показывает, как крошечные нарушения баланса в отношениях хищник-жертва, вызванные изменчивостью окружающей среды, приводят к масштабному цветению фитопланктона, оказывающему огромное влияние на продуктивность океана, рыболовство и круговорот углерода. Исследование было опубликовано 25 сентября в журнале Nature Climate Change.

Автор исследования, фитопланктонный эколог из Университета штата Орегон Майк Беренфельд, назвал эту тесную связь «Танцем планктона». Эта концепция отличается от предыдущих взглядов, фокусировавшихся лишь на ресурсах для роста фитопланктона, таких как питательные вещества и свет. Вместе с коллегами Беренфельд разработал новую теоретическую основу — «Гипотезу нарушения-восстановления». Согласно ей, цветение может быть инициировано любым процессом, нарушающим естественный баланс между фитопланктоном и его потребителями.

Используя данные спектрорадиометра MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer) NASA, Беренфельд показал, что тесные отношения хищник-жертва являются общей чертой планктонных экосистем по всему мировому океану. Изучая Северную Атлантику, где ежегодно происходит одно из крупнейших цветений, исследование демонстрирует, как более глубокое зимнее перемешивание вод приводит к увеличению биомассы фитопланктона. Этот вывод важен, поскольку предполагает, что потепление океана в грядущем веке, которое уменьшит зимнее перемешивание, может значительно снизить пиковые запасы фитопланктона.

«Понимание экосистемы планктона и её реакции на изменчивость очень важно для подготовки к изменениям в системе Земли, — сказал Беренфельд. — Факторы окружающей среды, которые запускают и затем поддерживают цветение фитопланктона, во многих случаях совпадают с факторами, на которые влияет изменение климата». Следующие шаги — понять, как смена видов влияет на развитие цветения и как поглощённый фитопланктоном CO₂ перерабатывается в экосистемах и переносится в глубины океана.