"Мертвые зоны" с низким содержанием кислорода в северной части Тихого океана связаны с прошлыми событиями потепления океана

Новое исследование выявило связь между резким потеплением океана в конце последнего ледникового периода и внезапным возникновением гипоксии — условий с низким содержанием кислорода, которые приводили к обширным морским "мертвым зонам". Результаты исследования, финансируемого Национальным научным фондом США (NSF), публикуются на этой неделе в журнале Nature.

Крупномасштабные события потепления около 14 700 и 11 500 лет назад произошли быстро и спровоцировали потерю кислорода в северной части Тихого океана. Это вызывает опасения, что зоны с низким содержанием кислорода снова расширятся по мере будущего потепления океана. Аномальное тепло, наблюдаемое в последнее время в северо-восточной части Тихого океана и Беринговом море — так называемый "Капля" (The Blob) — сопоставимо по масштабу с событиями, задокументированными в геологической летописи. Если такое потепление сохранится, потеря кислорода становится более вероятной.

Хотя многие ученые полагают, что серия "мертвых зон" с низким содержанием кислорода у побережья Орегона и Вашингтона в последнее десятилетие может быть вызвана потеплением океана, подтверждающих эту связь доказательств было мало. Новое исследование обнаружило четкую связь между двумя доисторическими интервалами резкого потепления океана, завершившими последний ледниковый период, и увеличением потока морского планктона, оседающего на морское дно, что в конечном итоге привело к внезапному возникновению гипоксии.

"Наше исследование показывает сильную связь между потеплением океана, потерей кислорода и экологическим сдвигом в пользу производства диатомовых водорослей", — сказала ведущий автор Саммер Преториус. "Во время каждого события потепления переход к гипоксии происходил резко и сохранялся около 1000 лет, что предполагает наличие обратной связи, поддерживающей или усиливающей гипоксию".

Более теплая вода сама по себе недостаточна для цветения диатомовых водорослей или гипоксии. Как и газировка, теплая морская вода содержит меньше растворенного кислорода, что может начать процесс его снижения. Но деоксигенация усиливается только при ускоренном цветении микроскопических диатомей, которые имеют крупные раковины и, как правило, опускаются эффективнее, чем другие, более мелкие виды планктона. Диатомеи процветают в теплой стратифицированной воде, но им также необходимы источники питательных веществ и железа.

"Высокоширотная северная часть Тихого океана богата обычными питательными веществами, такими как нитраты и фосфаты, но бедна железом, и это, похоже, является ключом", — пояснил соавтор Алан Микс. "Частичная потеря кислорода вызывает химическую реакцию, высвобождающую железо, ранее захваченное в осадках континентальной окраины, и это железо затем питает диатомеи, которые цветут, отмирают и опускаются ко дну, потребляя кислород по пути".

"Многие полагали, что последствия изменения климата будут постепенными и предсказуемыми, но это исследование показывает, что экологические последствия могут быть масштабными и происходить довольно быстро, с небольшим предупреждением", — отметил Микс. Новое открытие стало результатом многолетних усилий по сбору морских кернов осадочных пород из северной части Тихого океана, создавшим подробные высокоразрешающие записи об изменении климата в регионе.

В этом году, помимо "Капли", наблюдалось рекордное цветение водорослей, в котором доминировал определенный вид диатомей. "Хотя еще рано говорить о том, как это событие связано с долгосрочными климатическими моделями, текущие условия жутко напоминают прошлые условия, которые привели к длительным периодам гипоксии", — заключила Преториус.