Концентрация кислорода в водах нашей планеты быстро и резко снижается — от прудов до океана. Постепенная потеря кислорода угрожает не только экосистемам, но и средствам к существованию значительной части общества и всей планете, как утверждают авторы международного исследования с участием GEOMAR, опубликованного сегодня в журнале Nature Ecology & Evolution.
Они призывают признать потерю кислорода в водоемах еще одной планетарной границей, чтобы сосредоточить внимание на глобальном мониторинге, исследованиях и политических мерах.
Кислород — это основополагающее условие жизни на планете Земля. Потеря кислорода в воде, также называемая водной деоксигенацией, представляет угрозу для жизни на всех уровнях. Международная группа исследователей описывает, как продолжающаяся деоксигенация представляет собой серьезную угрозу для жизни значительной части общества и для стабильности жизни на нашей планете.
Предыдущие исследования выявили ряд глобальных процессов, называемых планетарными границами, которые регулируют общую обитаемость и стабильность планеты. Если в этих процессах превышены критические пороговые значения, возрастает риск крупномасштабных, резких или необратимых изменений окружающей среды («точки перелома»), и устойчивость нашей планеты, ее стабильность, оказывается под угрозой.
К девяти планетарным границам относятся изменение климата, изменение землепользования и утрата биоразнообразия. Авторы нового исследования утверждают, что деоксигенация водных экосистем как реагирует на другие планетарные граничные процессы, так и регулирует их.
«Важно включить деоксигенацию водных экосистем в список планетарных ограничений», — сказала профессор доктор Роуз из Политехнического института Ренсселера в Трое, штат Нью-Йорк, ведущий автор публикации. «Это поможет поддержать и сосредоточить глобальные усилия по мониторингу, исследованиям и разработке политики в интересах наших водных экосистем и, в свою очередь, общества в целом».
Во всех водных экосистемах, от ручьев и рек, озер, водохранилищ и прудов до эстуарий, побережий и открытого океана, концентрация растворенного кислорода в последние десятилетия быстро и существенно снизилась.
С 1980 года в озерах и водохранилищах потери кислорода составили 5,5% и 18,6% соответственно. В океане потери кислорода с 1960 года составили около 2%. Хотя эта цифра кажется небольшой, из-за большого объема океана она представляет собой значительную потерю кислорода.
Морские экосистемы также демонстрируют значительные колебания уровня кислорода. Например, в средних слоях воды у побережья Центральной Калифорнии за последние несколько десятилетий содержание кислорода снизилось на 40%. Объём водных экосистем, затронутых дефицитом кислорода, резко возрос во всех типах.
«Причинами потери кислорода в водной среде являются глобальное потепление, вызванное выбросами парниковых газов, и поступление питательных веществ в результате землепользования», — говорит соавтор исследования, доктор Андреас Ошлис, профессор морского биогеохимического моделирования в Центре океанологических исследований им. Гельмгольца GEOMAR в Киле.
«Если температура воды повышается, растворимость кислорода в воде уменьшается. Кроме того, глобальное потепление усиливает стратификацию водной толщи, поскольку более теплая вода с низкой соленостью и меньшей плотностью находится над более холодной и соленой глубинной водой, расположенной ниже».
«Это препятствует обмену бедных кислородом глубоких слоев с богатыми кислородом поверхностными водами. Кроме того, поступление питательных веществ с суши способствует цветению водорослей, что приводит к увеличению потребления кислорода, поскольку все больше органического материала опускается на дно и разлагается микробами на глубине».
Области моря, где содержание кислорода настолько низкое, что рыба, мидии или ракообразные больше не могут выживать, угрожают не только самим организмам, но и экосистемным услугам, таким как рыболовство, аквакультура, туризм и культурные обычаи.
Микробиотические процессы в регионах с дефицитом кислорода также все чаще приводят к образованию мощных парниковых газов, таких как закись азота и метан, что может способствовать дальнейшему усилению глобального потепления и, следовательно, является основной причиной истощения кислорода.
Авторы предупреждают: мы приближаемся к критическим порогам деоксигенации водных экосистем, которые в конечном итоге повлияют на несколько других планетарных границ.
Профессор доктор Роуз утверждает: «Растворенный кислород регулирует роль морской и пресной воды в изменении климата Земли. Улучшение концентрации кислорода зависит от устранения коренных причин, включая глобальное потепление и сток с застроенных территорий».
«Неспособность решить проблему обезвоживания водных экосистем в конечном итоге повлияет не только на экосистемы, но и на экономическую активность и общество в глобальном масштабе».
Тенденции деоксигенации водных экосистем представляют собой явное предупреждение и призыв к действию, который должен вдохновить на изменения, направленные на замедление или даже смягчение этого планетарного кризиса.
Датчик растворенного кислорода в воде
Дата публикации: 12 октября 2024 г.