В широкомасштабном исследовании ученые предупреждают об опасности уменьшения концентрации кислорода в мировом океане

За последние 50 лет количество воды в открытом океане с нулевым содержанием кислорода увеличилось более чем в четыре раза. Начиная с 50-х годов прошлого столетия количество зон с низкой концентрацией растворенного кислорода увеличилось более чем в десять раз в прибрежных акваториях, включая эстуарии и моря. Ученые ожидают, что по мере повышения температуры Земли уровень содержания кислорода в этих зонах будет продолжать падать. В статье, опубликованной 5 января в журнале Science, международная группа океанологов предупреждает, что для того, чтобы остановить потерю растворенного кислорода, миру необходимо бороться с изменением климата и проблемой загрязнения мирового океана удобрениями.

Данное исследование проводилось новой рабочей группой Глобальная сеть мониторинга уровня концентрации кислорода в Мировом океане (GO2NE). Эта рабочая группа, представляющая 21 исследовательскую организацию в 11 странах, была создана в 2016 году Межправительственной океанографической комиссией ЮНЕСКО (МОК). В этом обзорном документе впервые так подробно описаны причины и последствия низкой концентрации растворенного кислорода как в открытом океане, так и прибрежных водах по всему миру, а также возможные решения данной проблемы. В статье приводятся примеры основных угроз для океана и общества, а также мер, призванных помочь обеспечить здоровье и продуктивность мирового океана.

Что поставлено на карту?

«Примерно половина кислорода Земли поступает к нам из океана», – заявил Владимир Рябинин, Исполнительный секретарь Межправительственной океанографической комиссии, сформировавшей рабочую группу GO2NE. «Однако совокупные последствия загрязнения океана питательными веществами и изменения климата приводят к значительному увеличению количества и размера «мертвых зон» в открытом океане и прибрежных водах, где уровень растворенного кислорода слишком низок для поддержания морской жизни».

Вследствие чрезвычайно низкого уровня содержания кислорода в таких «мертвых зонах», как Чесапикский залив (США) и Балтийское море, многие местные животные погибают от удушья. По этой же причине происходит сокращение среды обитания рыб, которые избегают подобных зон. В результате они становятся более уязвимыми для хищников и рыбаков. Однако, по мнению авторов доклада, проблема выходит далеко за рамки «мертвых зон». Даже незначительное падение концентрации кислорода в воде замедляет рост животных, вызывает заболевания, приводит к репродуктивным проблемам, и, в конце концов, к вымиранию целых популяций. Отсутствие кислорода также может приводить к повышению концентрации таких опасных химических элементов, как оксид азота - парникового газа, воздействующего на тепловой баланс планеты в 300 раз больше, чем диоксид углерода, и ядовитый сероводород. Несмотря на то, что некоторые виды животных могут выживать в «мертвых зонах», общее биоразнообразие падает.

Изменение климата является основной причиной описываемых явлений в открытом океане. Нагревание поверхностных вод затрудняет проникновение кислорода вглубь океана. Более того, по мере потепления мирового океана уровень растворенного кислорода снижается, в то время как в теплеющей воде метаболизм морских обитателей ускоряется, и им нужно большее количество кислорода. В прибрежных водах чрезмерный уровень загрязнения питательными веществами в результате сброса промышленных и бытовых отходов, приводит к цветению водорослей, которые при разложении активно потребляют кислород.

Ученые сообщают, что средства людей к существованию также находятся под угрозой, особенно в развивающихся странах. Небольшие рыбные хозяйства утрачивают возможность передислоцироваться вследствие низкого содержания кислорода, которое истощает рыбные ресурсы и вынуждает популяции рыб к перемещению. На Филиппинах убытки от гибели рыбы в аквакультурных хозяйствах одного из городов из-за низкой концентрации кислорода составили более 10 млн. долларов. Коралловые рифы, являющиеся основной достопримечательностью во многих странах, также могут исчезнуть без достаточного количества кислорода в воде.

Некоторые популярные рыбные хозяйства могут получить преимущества, по крайней мере, в краткосрочной перспективе. Загрязнение питательными веществами может стимулировать производство пищи для рыб. Более того, когда рыбы вынуждены собираться в косяки, чтобы выбраться из зон с низкой концентрацией кислорода, их становится легче поймать. Но в конечном итоге это может привести к перелову рыбы и нанести ущерб экономике.

Трехсторонний подход поможет одержать победу

Здоровый океан жизненно необходим для выживания планеты. Он способствует росту экономики на местном, национальном и глобальном уровнях посредством создания 350 млн. рабочих мест во всем мире. «Голубая экономика» открывает огромные возможности в частности для развивающихся стран в сфере возобновляемых источников энергии, туризма, аквакультуры и биотехнологий. Однако не следует забывать, что деоксигинация представляет угрозу для этих многочисленных преимуществ, получаемых человечеством благодаря морским экосистемам.

По мнению ученых, во избежание снижения концентрации кислорода в океанах миру необходимо подойти к решению этой проблемы с трех сторон:

1. Устранить причины: бороться с проблемой загрязнения мирового океана питательными веществами и изменением климата путем значительного сокращения использования сельскохозяйственных удобрений и выбросов парниковых газов. Данная проблема не проста, однако принятие необходимых мер для её преодоления может принести пользу людям и благоприятно сказаться на окружающей среде. Создание лучших очистных сооружений и систем канализации будет содействовать укреплению здоровья людей и препятствовать попаданию загрязняющих веществ в воду.

2. Охрана уязвимой морской флоры и фауны и океанических ресурсов. Ввиду того, что расширение зон с низким уровнем содержания кислорода неизбежно в некоторых местах, крайне важно обеспечивать охрану рыбных хозяйств, находящихся в категории риска, от возможных угроз. Исследователи рабочей группы GO2NE считают, что меры по охране могут включать создание охраняемых морских районов или зон, где запрещен вылов рыбы в местах, куда направляются животные из территорий с низким уровнем содержания кислорода, или же переход на вылов видов рыб, которые не подвергаются воздействию снижения концентрации кислорода.

3. Улучшить системы мониторинга низкой концентрации кислорода. Ученые располагают надежными данными в отношении объемов кислорода, которые океаны могут утратить в будущем. Тем не менее, исследователям точно не известно, где будут расположены зоны с низкой концентрацией кислорода. Такие меры, как усиленный мониторинг, особенно в Южном полушарии, экспериментальная работа по углублению понимания процессов, вызывающих и оказывающих воздействие на деоксигинацию, а также разработка передовых цифровых моделей, помогут идентифицировать зоны, находящиеся в категории риска, и найти самые эффективные решения проблемы.

Результаты исследования, представленные в данной статье, и другая связанная с этим деятельность в рамках международных усилий внесут вклад в проведение Десятилетия наук об океане в интересах устойчивого развития. Совершенствование знаний об угрозе деоксигинации океанов, потепления, окисления, а также многочисленных других антропогенных факторов жизненно необходимо для обеспечения устойчивого управления нашим общим достоянием – океаном.

«Мы можем решить эту проблему», – заявила Дениз Брейтбург, ведущий автор исследований и морской эколог в Smithsonian Environmental Research Center. «Борьба с изменением климата требует усилий на глобальном уровне, но даже усилия на местном уровне способствуют борьбе со снижением уровня кислорода, вызванного наличием питательных веществ». В качестве доказательства г-жа Брейтбург упомянула текущее состояние возобновления экосистемы Чесапикского залива, где уровень загрязнения азотом снизился на 24% с момента достижения наивысшей отметки благодаря улучшению очистки сточных вод, совершенствованию методов ведения сельского хозяйства и принятию законов, например, the Clean Air Act («Закон о чистом воздухе»). Несмотря на то, что некоторые зоны с низким уровнем содержания кислорода все ещё существуют, зона Чесапикского залива с нулевым уровнем содержания кислорода почти исчезла. «Борьба с изменением климата может показаться более сложной», – добавила она, «однако эта борьба жизненно важна для сдерживания тенденции снижения уровня кислорода в океанах и сохранения жизни на планете».

Программный специалист МОК-ЮНЕСКО Кирстен Исензи подчеркнула, что «деоксигинациия океанов, вызванная антропогенными факторами, происходит по всему миру. Поэтому мы должны действовать на глобальном уровне. Я убеждена, что глобальные усилия, предпринимаемые группой GO2NE, помогут изменить ситуацию к лучшему на местном, региональном и глобальном уровне с целью лучшей адаптации, а также смягчения воздействия и масштаба низкой концентрации кислорода в океанах».

***

Глобальная сеть мониторинга уровня концентрации кислорода в Мировом океане (GO2NE) является научно-исследовательской рабочей группой, сформированной Межправительственной океанографической комиссией, которая является частью Организации Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО). Данная сеть была создана в 2016 году. Работающие в ней ученые со всего мира прилагают усилия с целью разработки глобального и междисциплинарного видения проблемы деоксигинациии, консультируя лиц, ответственных за разработку политики в отношении противодействия низкой концентрации кислорода в океане и охраны морских ресурсов.

__________________________________

Для получения подробной информации свяжитесь с:

Кирстен Исензе (k.isensee(at)unesco.org) – Программный специалист Межправительственной океанографической комиссии (МОК-ЮНЕСКО)