Широко распространённое убеждение, что глобальное потепление уменьшит концентрацию кислорода в океане, похоже, не совсем верно. Согласно данным нового исследования, опубликованного в журнале Science, существует большая вероятность того, что бескислородная зона в северной части Тихого океана сократится в ближайшие десятилетия из-за изменения климата.
Международная группа учёных пришла к неожиданному выводу после завершения детальной оценки изменений, происходивших с 1850 года в восточной части тропической северной части Тихого океана в зоне кислородного минимума (ЗКМ). В глубине океана, в слое, находящемся, как правило, от нескольких сотен до тысячи метров ниже поверхности, в результате активности микроорганизмов образуется зона с низкой сатурацией кислородом. ЗКМ является неблагоприятной средой для множества живых организмов.
В образцах керна, полученных из трёх мест дна океана, учёные измерили уровень изотопов азота 14N и 15N в органических остатках; соотношение этих изотопов может быть использовано для оценки степени аноксии в ЗКМ. Глубина залегания исследуемых остатков коррелирует с возрастом, таким образом, существует возможность проследить изменение содержания кислорода с течением времени.
С 1990 по 2010 год, как и предполагалось, происходило неуклонное снижение уровня содержания кислорода в воде, это подтверждается данными об изотопах азота в образцах. Но ранее, и это особенно заметно примерно с 1950 по 1990 год, содержание кислорода в океане неуклонно увеличивалось, что, по словам Роберта Танелла (Robert C. Thunell), одного из авторов исследования, противоречит общепринятому представлению.
«Преобладающим является мнение, что океаны нагреваются из-за увеличения концентрации парниковых газов в атмосфере и содержание кислорода в океанах неуклонно снижается, — рассказывает Танелл. — Это следствие двух очень простых процессов. Во-первых, когда вода становится теплее, уменьшается растворимость кислорода, то есть вода меньше его удерживает. Во-вторых, когда поверхность океана нагревается, уменьшается и его плотность — океан становится более многослойным. Когда это происходит, поверхностные воды, обогащённые кислородом, не смешиваются с более глубокими водами океана».
Но, как отмечает Танелл, учёные, изучая механизм насыщения океана кислородом, оставляют без рассмотрения вопрос его потребления. Кислород особенно важен в процессе деградации тонущего органического вещества. Первичным продуцентом органики является фитопланктон, развивающийся в поверхностных водах. После того, как он умирает, образовавшийся детрит медленно оседает на морское дно, и существует слой в толще воды, ЗКМ, в котором микроорганизмы-детритофаги являются причиной низкого содержания растворённого кислорода.
Таким образом, утверждает Танелл, существует связь между степенью кислородной недостаточности в ЗКМ и количеством фитопланктона на поверхности. Рост фитопланктона на поверхности влечёт за собой уменьшение количества кислорода в глубине.
Так что же послужило причиной роста концентрации кислорода в Тихом океане с 1950 по 1990 год? Производство фитопланктона усиливается при сильном ветре (в процессе ветрового апвеллинга питательные вещества поднимаются из глубины на поверхность) и уменьшается при ослаблении ветра, и учёные нашли доказательства, что пассаты были слабее в этот период. Они не определили причину, по которой сила ветра увеличилась примерно в 1990 году, но предположили, что это может быть связано с явлением, известным как тихоокеанское декадное колебание.
Предполагается, что в течение ближайших десятилетий скорость ветра снизится в результате глобального потепления. По словам Танелла, результатом станет уменьшение количества фитопланктона и снижение потребления кислорода глубинными микроорганизмами, что приведёт к повышению содержания кислорода в мировом океане. Это, в свою очередь, окажет благотворное влияние на состояние рыбных ресурсов.
