Морські теплові хвилі можуть змінювати океанічні харчові мережі, що потягне за собою уповільнення потоків вуглецю в глибині морів та перешкоджатиме океану захищатися від зміни клімату. Як пише Еurekalert, до таких даних дійшла міжнародна команда науковців з некомерційного океанографічного дослідницького центру MBARI за участі представників різних університетів США, Данії та Канади.
Вчені зібрали дані про біологічні умови у затоках Аляски, щоб дослідити вплив морських теплових хвиль на харчові мережі океану та потоки вуглецю. Це регіон обрали, бо за останнє десятиліття він пережив дві послідовні морські теплові хвилі: одну з 2013 по 2015 рік та іншу з 2019 по 2020 рік.
Інформацію збирали за допомогою Global Ocean Biogeochemical (GO-BGC) Array, яка використовує роботизовані поплавці для моніторингу стану океану. Поплавці вимірюють температуру, солоність, нітрати, кисень, хлорофіл та тверді частинки органічного вуглецю, які переміщаються вгору та вниз по товщі води кожні п'ять-десять днів. Команда також вивчила хімічний та генетичний склад планктону.
У дослідженні, опублікованому в науковому журналі Nature Communications, пояснюється, що океан має біологічний вуглецевий насос. Зазвичай він діє як конвеєрна стрічка, що переносить вуглець з поверхні до глибин океану. Як розповіла провідна авторка дослідження Маріана Біф, цей процес забезпечується мікроскопічними організмами – саме вони формують основу харчової мережі океану, включаючи бактерії та планктон.
"Дослідження показало, що морські теплові хвилі справді вплинули на основу океанічної харчової мережі, і цей вплив був пов'язаний зі змінами у способах кругообігу вуглецю у товщі води. Однак зміни, що відбулися в харчовій мережі, не були однаковими протягом двох теплових хвиль", - йдеться у статті.
Пояснюється, що зазвичай фітопланктон перетворює вуглекислий газ на органічну речовину. Ці мікроорганізми є основою харчового ланцюга океану. Коли їх з'їдають більші тварини та виводять з організму як відходи, вони перетворюються на органічні частинки вуглецю, які опускаються з поверхні на глибину. Цей процес утримує атмосферний вуглець в океані на тисячі років.
Але, коли під час спеки 2013–2015 років виробництво вуглецю на поверхні фотосинтезуючим планктоном було високим, дрібні частинки вуглецю не опускалися в глибину, а накопичувалися на глибині приблизно 200 метрів під водою.
Під час спеки 2019–2020 років спостерігалося високе накопичення частинок вуглецю на поверхні, яке не можна було пояснити лише виробництвом вуглецю фітопланктоном. Вчені кажуть, що накопичення, ймовірно, було пов'язане з переробкою вуглецю морськими мешканцями. Ці запаси вуглецю потім опустилися до сутінкової зони і затрималися на глибині від 200 до 400 метрів, замість того, щоб опуститися в морські глибини.
Команда дослідників пояснила ці відмінності в транспортуванні вуглецю між двома хвилями спеки змінами в популяціях фітопланктону.
"Ці зміни поширилися по всій харчовій мережі, що призвело до збільшення кількості дрібних травоїдних тварин, які не виробляють швидко тонучих частинок відходів, тому вуглець утримувався та перероблявся на поверхні та у верхній сутінковій зоні, а не опускався на глибші глибини", - вважають вони.
Вчені стверджують, що ці дві основні морські теплові хвилі змінили спільноти планктону та порушили роботу біологічного вуглецевого насоса океану.
"Конвеєрна стрічка, що переносила вуглець з поверхні до глибин моря, застрягла. Це збільшило ризик того, що вуглець може повернутися в атмосферу, а не бути замкненим глибоко в океані", – сказала Біф.
Спостереження за океаном свідчать, що морські теплові хвилі посилюються протягом останніх кількох десятиліть. Океан поглинає чверть щорічних викидів вуглекислого газу – саме завдяки постійному потоку вуглецевих частинок, що опускаються з поверхні в глибини моря. Тепліший океан може означати менше замкненого вуглецю, що, у свою чергу, може прискорити зміну клімату. Окрім змін у транспортуванні вуглецю, зміни в планктоні, що лежить в основі океанічної харчової мережі, мають каскадний вплив на морське життя та промисловість людини.
Більше про наслідки глобально потепління для океану
Нагадаємо, що нещодавно вчені заявили, що океан перетнув екологічну межу та стає надмірно кислим. У звіті, опублікованому науковцями, йдеться, що кислотність в океані досягла критичного рівня, а рівень кисню продовжує падати. І ці загрозливі фактори роблять океан небезпечним для морського життя.
