Почему темнеет Мировой океан и чем это грозит?

Более пятой части Мирового океана потемнело за последние два десятилетия, свидетельствует исследование британского Плимутского университета.

Процесс, известный как «потемнение океана», происходит тогда, когда изменения в верхнем слое воды затрудняют проникновение света в толщу океана. Этот верхний слой — так называемая фотическая зона — среда обитания для 90% всей морской жизни и имеет решающее значение для поддержания глобальных биогеохимических циклов.

В исследовании, опубликованном в журнале Global Change Biology, говорится, что с 2003 по 2022 год потемнел 21% Мирового океана.

Потемнение океана, как предполагают исследователи, связано с такими факторами, как изменения в динамике цветения водорослей и колебания температуры поверхности моря.

Это особенно заметно в прибрежных районах, где к поверхности поднимаются богатые питательными веществами воды, а также усиливаются стоки с суши — дожди смывают в море побочные продукты сельского хозяйства, подпитывая цветение фитопланктона.

Сильные дожди становятся все более частыми и интенсивными в разных уголках мира — это последствие изменения климата.

В открытом океане потемнение может быть связано с повышением температуры поверхности воды, что, возможно, привело к росту численности планктона, блокирующего солнечный свет.

Исследование показало, что глубина фотической зоны (освещаемой солнцем верхней толщи воды) более 9% океана сократилась более чем на 50 м — а это площадь, сопоставимая с размерами Африки. Еще для 2,6% океана она сократилась на 100 м.

Самые значительные изменения глубины фотической зоны были зафиксированы в северной части Гольфстрима, а также в Арктике и Антарктике — регионах, где особенно ярко выражены последствия климатических изменений.

Потемнение также широко распространено в прибрежных зонах и замкнутых морях, включая Балтийское море.

Исследование отмечает, что потемнение охватывает не только прибрежные, но и открытые участки океана.

Однако не все регионы темнеют: примерно 10% океана, напротив, стали светлее за тот же период.

По словам авторов, такая смешанная картина отражает сложность океанических систем и множество факторов, влияющих на прозрачность воды.

Хотя точные последствия изменений пока не до конца понятны, ученые предупреждают, что они могут затронуть большое количество морских видов и экосистем.

«Ранее уже проводились исследования, показывающие изменение цвета поверхности океана за последние 20 лет, возможно, из-за изменений в составе сообществ планктона, — говорит Томас Дэвис, преподаватель сохранения морской среды из Плимутского университета. — Но наши результаты подтверждают, что подобные изменения вызывают масштабное потемнение океана, которое уменьшает пространство, где могут выживать и размножаться животные, зависящие от света солнца и луны».

Фотическая зона — место обитания большинства морских организмов. Здесь обитает фитопланктон — микроорганизмы, напоминающие растения и способные к фотосинтезу. Они составляют основу пищевой цепи. Фитопланктон нуждается в солнечном свете, поэтому живет ближе к поверхности.

Именно в этой зоне охотятся и размножаются многие морские животные, здесь много пищи. Кроме того, фитопланктон производит около половины кислорода в атмосфере и играет ключевую роль в углеродном цикле и жизни океана.

Потемнение океана может повлиять на воздух, которым мы дышим, рыбу, которую мы едим, и способность планеты бороться с изменением климата, предупреждает Дэвис.

«Наши выводы — это настоящий повод для беспокойства», — говорит ученый.

Профессор Тим Смит, глава отдела по морской биогеохимии и наблюдений в Плимутской морской лаборатории, добавляет, что некоторые морские животные, зависящие от света, могут начать подниматься ближе к поверхности. Это усилит конкуренцию за пищу и другие ресурсы.

«Это может привести к фундаментальным изменениям всей морской экосистемы», — говорит профессор Смит.

Авторы исследования «Потемнение Мирового океана (Darkening of the global Ocean) проанализировали спутниковые данные почти за два десятилетия, а также использовали современное моделирование океана.

Данные NASA из проекта Ocean Colour Web, которые разбивают мировой океан на «пиксели» размером 9 километров, позволили ученым отслеживать изменения на поверхности каждого участка. С помощью алгоритма, измеряющего уровень освещенности в морской воде, была оценена глубина фотической зоны в разных точках.

Также использовались модели солнечного и лунного излучения для изучения того, как дневные и ночные колебания освещенности могут влиять на морские виды.

Хотя изменения в освещенности ночью были меньше, чем днем, исследование показало, что они тоже имеют важное экологическое значение.