Океан в тисках водорослей: учёные фиксируют глобальную трансформацию
Спутниковые данные показывают, что с 2003 года площадь их скоплений ежегодно увеличивается на 13,4%, что может привести к серьёзным климатическим и экологическим последствиям.
Международная группа учёных на основе анализа спутниковых снимков за два десятилетия зафиксировала стремительное увеличение площади цветения макроводорослей в океанах. Исследователи связывают этот феномен с глобальным потеплением и чрезмерным обогащением вод питательными веществами из-за сельскохозяйственных стоков и других загрязнителей.
По данным исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, с 2003 по 2022 год площадь скоплений плавучих водорослей в тропических районах Атлантического и западной части Тихого океанов ежегодно увеличивалась на 13,4%. Наиболее резкий рост наблюдается после 2008 года. При этом цветение микроводорослей, таких как фитопланктон, увеличивалось гораздо медленнее — примерно на 1% в год.
Методы и масштабы исследования
Для получения глобальной картины учёные из Университета Южной Флориды применили методы искусственного интеллекта. Было проанализировано 1,2 миллиона спутниковых снимков океанов, сделанных за указанный период. Обучение модели глубокого обучения для обнаружения сигналов плавающих водорослей заняло несколько месяцев. Это исследование стало первым, которое предоставляет полномасштабную картину распространения макроводорослей в мировом океане.
«До 2008 года крупных цветений макроводорослей не регистрировалось, за исключением саргассума в Саргассовом море, — заявил профессор океанографии Колледжа морских наук Университета Южной Флориды, ведущий автор исследования Хуаньминь Ху. — В глобальном масштабе мы, по-видимому, являемся свидетелями смены режима: от океана, бедного макроводорослями, к океану, богатому ими».
Исследование было инициировано в ответ на многочисленные сообщения о расширении зон цветения водорослей в Атлантическом и Тихом океанах. Наиболее известный пример — так называемый Великий атлантический пояс саргассума, который виден из космоса и простирается от Мексиканского залива до устья реки Конго. Другие масштабные скопления включают кольцо водорослей вокруг островов Чатем у Новой Зеландии или «красные приливы» у побережья Флориды, находящиеся под постоянным мониторингом властей штата.
Учёные отмечают, что пики роста пришлись на 2008, 2011 и 2012 годы для разных типов водорослей в различных океанах. В статье указано: «Особенно примечательно, что большая часть увеличения как плавающих макроводорослей, так и скоплений микроводорослей произошла в последнее десятилетие, что коррелирует с ускорением глобального потепления океана с 2010 года».
Причины и возможные последствия
Анализ показал, что в то время как саргассум и другие макроводоросли активно разрастаются в ответ на изменение условий, фитопланктон не демонстрирует аналогичной реакции. Это говорит о том, что рост макроводорослей может быть более чувствительным к изменениям температуры и процессу эвтрофикации — обогащению вод питательными веществами.
Исследователи предупреждают, что наблюдаемая трансформация может иметь далеко идущие последствия для экосистем. Разрастающиеся плотные маты водорослей затемняют толщу воды под собой, меняя её экологию и геохимию. Это, в свою очередь, влияет на доступность света для других морских организмов и на процессы поглощения углекислого газа океаном.
«Если это так, мы полагаем, что смена океанографических условий уже произошла в пользу макроводорослей, что будет иметь глубокие последствия для радиационного баланса в атмосфере и доступности света в океане, а также для секвестрации углерода, биогеохимии океана и стабильности его верхних слоёв», — заключили авторы исследования.
Учёные подчёркивают, что продолжающийся рост макроводорослей способен ускорить климатические изменения, влияя на ключевые процессы углеродного цикла и теплового баланса планеты. Для прогнозирования и смягчения этих последствий необходимы дальнейшие междисциплинарные исследования.