Кислород в озерах мира стремительно сокращается по мере потепления планеты

Уровень кислорода в пресноводных озерах умеренного пояса снижается быстрее, чем в океанах, — эта тенденция в значительной степени обусловлена изменением климата и угрожает биоразнообразию и качеству питьевой воды.

Исследование, опубликованное в Nature, показало, что с 1980 года содержание кислорода в изученных озерах умеренного пояса сократилось на 5,5% у поверхности и на 18,6% в глубинных водах. При этом в большой подгруппе озер, преимущественно загрязненных питательными веществами, уровень кислорода у поверхности увеличился, поскольку температура воды перешагнула порог, благоприятный для цианобактерий, которые при цветении могут продуцировать токсины.

"Весь сложный организм жизни зависит от кислорода. Это система поддержки водных пищевых сетей. И когда вы начинаете терять кислород, вы потенциально теряете виды", — заявил автор исследования, профессор Политехнического института Ренсселера Кевин Роуз. "Озера теряют кислород в 2,75–9,3 раза быстрее, чем океаны, и это снижение затронет всю экосистему".

Ученые проанализировали в общей сложности более 45 000 профилей растворенного кислорода и температуры, собранных с 1941 года почти в 400 озерах по всему миру. Большинство долгосрочных данных получены в умеренном поясе (23–66 градусов северной и южной широты). Концентрация растворенного кислорода влияет не только на биоразнообразие, но и на выбросы парниковых газов, биогеохимию питательных веществ и, в конечном итоге, на здоровье человека.

Хотя озера занимают лишь около 3% поверхности суши Земли, в них сосредоточено непропорционально большое биоразнообразие. Ведущий автор Стивен Ф. Джейн отметил, что озера являются индикаторами или "часовыми" изменений окружающей среды, поскольку реагируют на сигналы с окружающей территории и из атмосферы. Быстрые изменения в этих системах указывают на масштаб воздействия атмосферных изменений на экосистемы.

Снижение уровня кислорода в поверхностных водах в основном связано с прямым физическим механизмом: по мере роста температуры воды (на 0,38 °C за десятилетие) растворимость кислорода падает (на 0,11 мг/л за десятилетие). Однако в некоторых озерах, более загрязненных стоками с сельскохозяйственных и урбанизированных территорий, уровень кислорода у поверхности рос одновременно с потеплением. Это потенциально указывает на увеличение числа вредоносных цветений цианобактерий.

Потеря кислорода в глубинных водах, температура которых оставалась стабильной, связана с более сложным путем. Потепление поверхностных вод усиливает стратификацию (разницу в плотности между слоями), что затрудняет перемешивание и пополнение запасов кислорода в глубинах. Это снижение может также приводить к увеличению выбросов метана из озер и высвобождению фосфора из донных отложений.

"Это исследование доказывает, что проблема снижения кислорода еще серьезнее в пресных водах, угрожая нашим запасам питьевой воды и хрупкому балансу пресноводных экосистем", — отметил декан Школы науки Курт Бренеман.