Повышение уровня углекислого газа и снижение кислорода затрудняют «дыхание» глубоководных животных

Новые расчёты, выполненные химиками-океанологами из Исследовательского института аквариума Монтерей-Бей (MBARI), показывают, что бескислородные «мёртвые зоны» в океане могут значительно расшириться в течение следующего столетия. Эти прогнозы основаны на том факте, что по мере растворения в океане всё большего количества углекислого газа из атмосферы морским животным для выживания будет требоваться больше кислорода.

В своей статье в журнале Science Питер Брюэр и Эдвард Пельтцер объединили опубликованные данные о росте уровня CO₂ и снижении уровня кислорода в океане в новый набор термодинамически строгих расчётов. Они демонстрируют, что увеличение концентрации CO₂ может повысить уязвимость морских животных к низким концентрациям кислорода и, таким образом, усугубить эффекты бескислородных «мёртвых зон». Их расчёты также показывают, что парциальное давление растворённого CO₂ (pCO₂) в этих зонах возрастёт гораздо сильнее, чем считалось ранее.

Для количественной оценки этого «двойного удара» по морским организмам авторы ввели понятие «дыхательного индекса», основанного на соотношении кислорода и углекислого газа в пробе воды. Чем ниже индекс, тем труднее животным дышать. По аналогии Брюэр поясняет: «Животные, сталкивающиеся со снижением уровня кислорода и ростом CO₂, будут страдать так же, как люди в повреждённой подводной лодке, когда концентрации этих газов достигнут критического уровня».

Расчёты для открытого океана показывают, что наиболее серьёзные последствия проявятся в кислородных минимумах — глубинах от 300 до 1000 метров, где содержание кислорода уже низко. Вопреки прежним предположениям, что наибольшие эффекты будут у поверхности, парциальное давление CO₂ в этих глубинных зонах, по прогнозам, увеличится в 2,5 раза (с 1000 до 2500 микроатмосфер) за 100 лет, что значительно превышает ожидаемое удвоение у поверхности. Это означает, что расширение «мёртвых зон» в будущем может оказаться более масштабным и опасным, чем прогнозировалось.