Новое масштабное исследование, объединившее спутниковый мониторинг NASA и генетический анализ морских микроорганизмов, рисует тревожную картину будущего Мирового океана. Ученые выяснили, что стремительный рост температуры воды ведет к истощению запасов питательных веществ на поверхности, ставя под удар основу всей морской жизни — фитопланктон.
Вместо прямого забора проб азота или фосфора исследователи пошли нестандартным путем. Они отслеживали состояние микроскопических водорослей из космоса, анализируя соотношение углерода и хлорофилла с помощью спектрорадиометра MODIS на спутнике Aqua. Когда количество хлорофилла падает относительно углерода, это верный признак того, что планктон испытывает стресс от нехватки «еды».
«Наш океан продолжает меняться, и возможность наблюдать за его состоянием дистанционно как никогда важна», — отметила Лаура Лоренцони из штаб-квартиры NASA в Вашингтоне.
По ее словам, сообщества планктона составляют фундамент пищевой цепи, от которой зависит значительная часть экономической деятельности человека.
Для подтверждения данных со спутника ученые сопоставили их с образцами ДНК распространенного микроорганизма Prochlorococcus, собранными во время экспедиций по всему миру. Генетические маркеры этих микробов служат точным индикатором дефицита питательных веществ. Результатом стала первая глобальная карта благополучия фитопланктона.
Картина получилась пестрой. Самая критическая ситуация сложилась в субтропических круговоротах Атлантического, Тихого и Индийского океанов. Там образуется мощный слой теплой поверхностной воды, который работает как крышка, блокируя подъем холодных глубинных вод, богатых азотом и железом. Как объяснили авторы исследования, это похоже на летнее озеро: сверху вода горячая, а внизу ледяная, и слои почти не перемешиваются.
Однако океан оказался сложнее, чем предсказывали модели. В южной части Тихого океана дефицит действительно достиг пика. Но ученых ждал сюрприз в Северной Атлантике: несмотря на нехватку фосфора, его влияние на микроорганизмы оказалось незначительным. Это связано с тем, что фитопланктон научился компенсировать недостаток этого элемента более эффективным повторным использованием ресурсов внутри клеток. А вот восполнить дефицит азота, необходимого для белков и фотосинтеза, гораздо сложнее.
Исследование также подтвердило связь между климатическими циклами (Эль-Ниньо, Ла-Нинья) и доступностью пищи для планктона. Явления, усиливающие апвеллинг, временно решают проблему, но общая тенденция последних 20 лет неумолима: поверхность теплеет, стратификация усиливается, а питательные вещества становятся дефицитом. Тем не менее, открытие способности некоторых микробов поглощать азот прямо из воздуха дает надежду на большую устойчивость морских экосистем, чем считалось ранее.
Читайте также на Mail Наука, какие действия по защите климата приносят реальную пользу.
