Почему темнеет Мировой океан и чем это грозит?

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.

Почему темнеет океан?

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.

Где ощущается этот эффект?

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.

Как это влияет на жизнь морских обитателей?

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.

«Настоящий повод для беспокойства»

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.

Как проводилось исследование?

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.