Океаны Земли теряют кислород и это может дестабилизировать планету

Кислород, элемент, поддерживающий почти всю многоклеточную жизнь на Земле, сокращается в водных экосистемах планеты.

В новом обзоре ученые предупреждают, что этот стремительно нарастающий кризис, вызванный деятельностью человека, угрожает перевернуть всю биосферу.

Работа, опубликованная 30 июня в журнале Limnology and Oceanography, утверждает, что деоксигенацию водоемов следует добавить в систему планетарных границ. Эта концепция впервые была представлена группой из 28 известных ученых в 2009 году и определяет девять способов, которыми человечество выходит за пределы ключевых процессов, поддерживающих стабильность и устойчивость Земли.

В число этих процессов входят изменение климата, закисление океана, утрата биоразнообразия, аэрозольная нагрузка атмосферы, разрушение стратосферного озона, изменения пресноводных ресурсов, изменение землепользования, химическое загрязнение и биогеохимические потоки.

Ведущий автор Эрика Феррер, постдокторант Национального центра экологического анализа и синтеза Университета Калифорнии в Санта-Барбаре, прокомментировала исследование:

Здоровье и стабильность нашей планеты зависят от здоровья и стабильности водных экосистем, которым нужен кислород для нормального функционирования. Это исследование призвано повысить значимость водной деоксигенации как глобальной угрозы и показать, что она не действует изолированно.

Кислород входит в состав воды, обозначаемый буквой "O" в формуле H2O. Однако кислород, связанный в молекулах воды, недоступен организмам для дыхания. Вместо этого они полагаются на растворенный кислород, то есть на газообразный кислород (O2), растворенный в воде.

По мере того как выбросы углерода повышают среднюю температуру Земли, океаны, озера, реки и другие водные экосистемы нагреваются. Теплая вода удерживает меньше растворенного кислорода, чем холодная, ведь чем выше температура, тем ниже растворимость кислорода. Одновременно теплые поверхностные слои препятствуют перемешиванию кислорода в глубинные воды.

Еще одна проблема, это загрязнение питательными веществами. Сельское хозяйство, сброс сточных вод, ливневые стоки и другие промышленные процессы сбрасывают в водоемы избыток азота и фосфора, что вызывает массовое цветение водорослей, которые впоследствии разлагаются и потребляют кислород.

Потепление и избыток питательных веществ также стимулируют потребление кислорода микробами, приводя к дальнейшему его сокращению. По данным Copernicus, инициативы Европейского союза по наблюдению за Землей и мониторингу окружающей среды, с 1950-х годов океан потерял примерно 2% растворенного кислорода.

Ученые ожидают, что к концу столетия он лишится еще от 1% до 7%. Хотя это может не казаться значительным сокращением, требуется совсем немного, чтобы лишить организмы необходимого кислорода и нарушить хрупкий баланс водных экосистем.

Система планетарных границ помогает человечеству понимать безопасные пределы давления на девять критически важных земных процессов. Семь из них уже нарушены, а именно изменение климата, целостность биосферы, изменение земельных систем, использование пресной воды, биогеохимические потоки, загрязнение и закисление океана.

В обзоре Феррер и ее коллеги обобщили важные, а в ряде случаев плохо изученные взаимодействия и обратные связи между деоксигенацией и всеми девятью установленными планетарными границами. Они пришли к выводу, что деоксигенация взаимодействует с другими граничными процессами и значительно их модулирует, включая изменение климата, нагрузку питательными веществами, утрату биоразнообразия и аэрозольную нагрузку.

В исследовании говорится:

Учитывая эти взаимодействия и нынешние темпы потери кислорода, мы утверждаем, что водная деоксигенация приближается к "небезопасному пространству" с последствиями для земной системы, которые, вероятно, окажутся необратимыми в течение нашей жизни.

Редкая Атлантическая Нинья формируется на фоне супер Эль-Ниньо – ученые рассказали, что это значит

Европа тестирует кондиционеры без единого грамма хладагента

Исследователи предложили четыре индикатора, которые ученые могут использовать для оценки состояния водной деоксигенации и в конечном итоге определить для нее глобальную границу в рамках системы:

• концентрация растворенного кислорода и распространенность крайне низких или ничтожных его уровней

• насколько вода близка к своей емкости по растворенному кислороду

• изменения в чувствительных к кислороду растениях и животных

• показатель под названием метаболический индекс, сравнивающий, сколько кислорода нужно организмам с тем, сколько его доступно на самом деле

Феррер и ее коллеги надеются, что добавление водной деоксигенации в систему планетарных границ не только привлечет внимание к растущей экологической угрозе, но и даст человечеству план для борьбы с ней.