Изменение климата и кислород в океане: в прошлые теплые периоды бескислородные зоны сокращались

Международная группа ученых под руководством исследователей из Института химии Макса Планка и Принстонского университета обнаружила, что в прошлом, во время длительных теплых периодов, бескислородные зоны в открытом океане сокращались. Это противоречит ожиданиям, поскольку за последние 50 лет такие зоны, наоборот, расширялись из-за роста глобальных температур.

Понимание этих изменений критически важно, так как дефицит кислорода затрудняет существование большинства морских организмов. В бескислородных регионах, например, восточной части Тихого океана, могут выживать лишь специализированные микробы и существа с медленным метаболизмом, такие как медузы.

Открытие было сделано путем анализа морских осадочных кернов, которые, подобно годовым кольцам деревьев, хранят информацию о прошлых условиях. Ученые измерили изотопный состав азота в скелетах планктона — фораминифер, чтобы определить масштабы бескислородных зон в прошлом. Данные показали, что в восточной тропической части Тихого океана денитрификация (процесс, идущий при нехватке кислорода) была сильно снижена во время двух теплых фаз: около 16 и 50 миллионов лет назад.

"К сожалению, мы пока не знаем, применим ли наш вывод о сокращении бескислородных зон к ближайшим десятилетиям или только к гораздо более долгосрочной перспективе", — отмечает первый автор статьи в Nature Александра Аудерсет. Исследователи рассматривают две основные гипотезы. Согласно первой, в теплом климате ослабевают ветры, что снижает апвеллинг и продуктивность в тропиках, а значит, и потребление кислорода в глубине. Этот механизм может сработать относительно быстро. Вторая гипотеза связывает сокращение бескислородных зон с ускорением глубоководной циркуляции, начинающейся в Южном океане, что заняло бы более ста лет.

"Учитывая нашу текущую неопределенность в отношении временных масштабов изменений, наши выводы имеют важные последствия для будущего кислорода в океане", — сказал профессор Дэниел Сигман. Поверхностные воды, вероятно, продолжат терять кислород из-за нагрева, но бескислородные зоны открытого океана в итоге могут сократиться, что приведет к выравниванию кислородного градиента и повлияет на экосистемы.