Концентрация кислорода в водах нашей планеты стремительно и резко снижается – от прудов до океана. По словам авторов международного исследования, проведённого совместно с GEOMAR и опубликованного сегодня в журнале Nature Ecology & Evolution, прогрессирующая потеря кислорода угрожает не только экосистемам, но и жизнеобеспечению широких слоёв общества и всей планеты.
Они призывают признать потерю кислорода в водоемах еще одной планетарной границей, чтобы сосредоточить на ней глобальный мониторинг, исследования и политические меры.
Кислород – основополагающее условие жизни на планете Земля. Потеря кислорода в воде, также известная как водная деоксигенация, представляет угрозу для жизни на всех уровнях. Международная группа исследователей описывает, как продолжающаяся деоксигенация представляет серьёзную угрозу для жизнедеятельности значительной части общества и стабильности жизни на нашей планете.
Предыдущие исследования выявили ряд глобальных процессов, называемых планетарными границами, которые регулируют общую пригодность для жизни и стабильность планеты. Преодоление критических порогов в этих процессах увеличивает риск масштабных, резких или необратимых изменений окружающей среды («переломных моментов»), а устойчивость нашей планеты, её стабильность, ставится под угрозу.
Среди девяти планетарных границ — изменение климата, изменение землепользования и утрата биоразнообразия. Авторы нового исследования утверждают, что деоксигенация водной среды одновременно реагирует на другие планетарные граничные процессы и регулирует их.
«Важно, чтобы деоксигенация водной среды была добавлена в список планетарных границ», — сказал профессор доктор Роуз из Политехнического института Ренсселера в Трое, штат Нью-Йорк, ведущий автор публикации. «Это поможет поддержать и направить усилия по глобальному мониторингу, исследованиям и разработке политики на благо наших водных экосистем и, в свою очередь, общества в целом».
Во всех водных экосистемах — от ручьев и рек, озер, водохранилищ и прудов до эстуариев, побережий и открытого океана — концентрации растворенного кислорода за последние десятилетия быстро и существенно снизились.
С 1980 года потери кислорода в озерах и водохранилищах составили 5,5% и 18,6% соответственно. С 1960 года потери кислорода в океане составили около 2%. Хотя эта цифра кажется небольшой, из-за большого объема океана она означает огромную потерю кислорода.
Морские экосистемы также испытывают значительную изменчивость в плане дефицита кислорода. Например, средние воды у берегов Центральной Калифорнии за последние несколько десятилетий потеряли 40% кислорода. Объёмы водных экосистем, пострадавших от дефицита кислорода, резко увеличились во всех типах.
«Причины потери кислорода в воде — глобальное потепление из-за выбросов парниковых газов и поступления питательных веществ в результате землепользования», — говорит соавтор исследования доктор Андреас Ошлис, профессор кафедры морского биогеохимического моделирования в Центре океанических исследований имени Гельмгольца GEOMAR в Киле.
«При повышении температуры воды растворимость кислорода в ней снижается. Кроме того, глобальное потепление усиливает стратификацию водной толщи, поскольку более тёплая, малосолёная вода с меньшей плотностью располагается поверх более холодной и солёной глубинной воды.
«Это затрудняет обмен между бедными кислородом глубинными слоями и богатыми кислородом поверхностными водами. Кроме того, поступление питательных веществ с суши способствует цветению водорослей, что приводит к увеличению потребления кислорода по мере того, как всё больше органического материала опускается на глубину и разлагается микробами».
Районы моря, где кислорода настолько мало, что рыба, мидии или ракообразные больше не могут выживать, представляют угрозу не только самим организмам, но и экосистемным услугам, таким как рыболовство, аквакультура, туризм и культурная практика.
Микробиотические процессы в регионах с недостатком кислорода также приводят к увеличению выработки мощных парниковых газов, таких как закись азота и метан, что может привести к дальнейшему усилению глобального потепления и, следовательно, стать основной причиной недостатка кислорода.
Авторы предупреждают: мы приближаемся к критическим порогам деоксигенации воды, которые в конечном итоге повлияют на ряд других планетарных границ.
Профессор доктор Роуз утверждает: «Растворённый кислород регулирует роль морской и пресной воды в формировании климата Земли. Повышение концентрации кислорода зависит от устранения коренных причин, включая потепление климата и стоки с освоенных территорий».
«Неспособность решить проблему деоксигенации водной среды в конечном итоге повлияет не только на экосистемы, но и на экономическую деятельность и общество в глобальном масштабе».
Тенденции деоксигенации водной среды представляют собой четкое предупреждение и призыв к действию, которые должны вдохновить на изменения, направленные на замедление или даже смягчение этой планетарной границы.
Датчик растворенного кислорода в воде
Время публикации: 12 октября 2024 г.