Два десятилетия ураганов изменили прибрежные экосистемы — усилили цветение водорослей, гибель рыбы и мертвые зоны

Имена Артур, Берта, Фрэн, Жозефина, Ана, Хоакин, Хермин, Мэтью могут звучать как имена детей, но на самом деле они обозначают явления, далекие от хороших новостей: ураганы. Все они обрушились на побережье Северной Каролины в период с 1996 по 2016 год, нанеся разрушения, включая затопление эстуариев избытком питательных веществ, что привело к усилению цветения водорослей, гибели рыбы и появлению мертвых зон.

"За 20 лет прибрежную зону Северной Каролины затронул значительный рост числа ураганов, а также два наводнения 500-летней частоты: ураганы Флойд в 1999 году и Мэтью в 2016 году", — заявил ученый из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле Ханс Пэрл. Эта тенденция наблюдается не только в Северной Каролине, но и во всех бассейнах северной части Атлантического и Тихого океанов у побережья США. Ураганы, включая Харви, Ирму и Марию в 2017 году, вероятно, отражают общий рост числа штормов категории 2 и выше, как отмечают Пэрл и его коллеги в недавно опубликованной статье в журнале Biogeochemistry.

Ученые исследовали, как два десятилетия ураганов повлияли на второй по величине эстуарий США — реку Ньюс в Северной Каролине, впадающую в залив Памлико. Исследование поддержал Национальный научный фонд (NSF). "Одним из проявлений изменения климата может быть более высокая частота штормов", — отметил директор программы в Отделении наук об океане NSF Дэвид Гаррисон. Используя долгосрочные данные, ученые отследили, как ураганы повлияли на поступление питательных веществ в эстуарий реки Ньюс и залив Памлико, а также на популяции фитопланктона и состояние рыбных местообитаний.

С 1994 года в эстуарии реки Ньюс действует программа мониторинга качества воды и местообитаний. Эти проекты предоставили базовые данные для оценки краткосрочных и долгосрочных изменений после ураганов. Спутниковые снимки до и после штормов показали последствия для прибрежных водосборов: усиленный сток пресной воды, наводнения, эрозию и масштабные выбросы питательных веществ и органического вещества с водно-болотных угодий.

Органическое вещество, смываемое в эстуарий, преобразуется бактериями в диоксид углерода (CO₂) и выбрасывается в атмосферу. Во время урагана Ирен (категория 2) в 2011 году в атмосферу было выброшено столько же CO₂, сколько фитопланктон залива Памлико поглощает за год. Повышенный уровень питательных веществ привел к цветению водорослей и образованию придонных вод с низким содержанием кислорода в эстуарии и заливе, что вызвало гибель рыбы и моллюсков. "Большие объемы паводковых вод и органического вещества создали топливо для формирования 'мертвых зон' по всему эстуарию", — пояснил Пэрл. После ураганов Флойд и Мэтью эти зоны стали настолько большими, что затронули места обитания моллюсков и рыбы на многие мили.

Понимание реакции прибрежных экосистем на ураганы и другие крупные штормы становится все более важным, поскольку такие экстремальные погодные явления учащаются и усиливаются. Этот масштабный взгляд на воздействие ураганов на эстуарии также указывает на то, что повышенное содержание CO₂ в прибрежных водах может влиять на климат.