Подкисление океана вышло за пределы «безопасного рабочего пространства» для морских систем нашей планеты, согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале «Global Change Biology».
Подкисление океана не похоже на лесной пожар или ураган. Нет ярких визуалов и вирусных заголовков. Подкисление океана развивается незаметно, когда море поглощает всё больше углекислого газа (CO₂) из атмосферы, вызывая постепенное снижение pH, которое угрожает самому скелету морских обитателей.
Когда CO₂ растворяется в морской воде, образуется угольная кислота, которая затем распадается на ионы водорода и гидрокарбонаты. Увеличение количества ионов водорода снижает pH воды, делая её более кислой. Эти ионы водорода связываются с ионами карбоната, которые являются важными компонентами, используемыми морскими организмами для построения своих раковин и скелетов.
Для некоторых это звучит как абстрактная проблема: химия, цифры, графики. Но давайте представим иначе: представьте, что вы молодая устрица. Вы только начинаете расти, и в морской воде вокруг вас больше нет достаточно «строительных блоков» для вашей раковины. Вы пытаетесь, но стенки тонкие, хрупкие, проницаемые. Иногда вода настолько кислая, что ваша раковина начинает растворяться ещё до того, как полностью сформируется. У вас не было шанса.
Это не вымысел. Это реальность для таких животных, как кораллы, устрицы, моллюски и даже некоторые виды планктона.
Мы видим это на Большом Барьерном рифе в Австралии, одном из самых знаковых рифовых систем на планете. Подкисление океана ослабляет скелеты кораллов, затрудняя их рост, заживление и восстановление после серьёзных стрессовых событий, таких как массовое обесцвечивание. Когда кораллы теряют свою силу, они становятся более уязвимыми к штормам, болезням и вымиранию. Восстановление замедляется или полностью останавливается. И потери не только структурные — они экологические.
Коралловые рифы являются домом для тысяч видов, и рыбы, ракообразные, моллюски и бесчисленное множество других морских организмов полагаются на сложную архитектуру рифов, чтобы прятаться от хищников, откладывать яйца или находить пищу. Когда структура рифа разрушается, разрушаются и эти сложные пищевые сети. Некоторые виды могут уйти в поисках лучшей среды обитания, а другие могут просто исчезнуть. Миллионы людей также полагаются на здоровые коралловые рифы в плане продовольственной безопасности, дохода от рыболовства и защиты от прибрежных штормов. Сокращение рифов угрожает этим средствам к существованию, особенно в таких странах, как Австралия, где рифы также приносят значительный доход от туризма.
Подкисление уже стоит австралийцам денег: австралийские производители устриц теряют свои урожаи и доход. Во многих устьях вдоль юго-восточного побережья, где выращивают устриц, распространены сульфатные почвы. При их осушении или перемешивании эти почвы могут выделять кислоту в окружающие водные пути, ещё больше повышая уровень кислотности.
Этот регион, уже обозначенный как климатическая горячая точка, также испытывает более экстремальные и непредсказуемые погодные условия. Это означает не только более кислую воду, но и более резкие перепады температуры и солёности — два условия, которые особенно сложны для морских обитателей, таких как устрицы.
Исследователи из Института рыболовства в Порт-Стефенсе (PSFI) годами изучают, как температура, солёность и pH влияют на здоровье устриц. Но с ускорением изменения климата эти исследования активизировались. По словам директора PSFI доктора Уэйна О’Коннора, подкисление океана может быть давней проблемой, но теперь она рассматривается через новую призму: «Множество людей смотрели в одну и ту же комнату через разные окна. Теперь одно из этих окон — изменение климата. С нашей точки зрения, этот интерес помогает нам глубже понять физиологию устриц — и это хорошо».
В Сиднейском университете морской учёный доктор Лаура Паркер работает с PSFI, изучая, как изменения химического состава океана, вызванные климатом, влияют на устриц в Новом Южном Уэльсе.
«Я хотела провести исследование, которое могло бы помочь отрасли подготовиться к тому, что грядет», — объясняет она. Благодаря предыдущей работе в PSFI, направленной на разведение устриц Sydney Rock Oysters (Saccostrea glomerata) для более быстрого роста и устойчивости к таким заболеваниям, как QX, её команда получила фору. Теперь эти селекционно выведенные штаммы тестируются на их способность противостоять химическим и физическим стрессорам, связанным с изменением климата.
Есть надежда, что, идентифицировав и культивируя более устойчивых устриц, аквакультурная отрасль сможет адаптироваться к меняющемуся океану и, возможно, даже преуспеть в нём.
Но проблемы, которые подкисление океана создаёт для аквакультуры моллюсков в Австралии, аналогичным образом затрагивают другие регионы Тихого океана, включая Новую Зеландию и различные страны Тихоокеанского региона.
Аквакультурная отрасль по выращиванию моллюсков в Новой Зеландии, включающая зелёногубых мидий (Perna canaliculus), устриц и моллюсков, является значительным сектором экономики страны. Исследователи определили подкисление океана как потенциальную угрозу для роста, состояния и выживания этих видов. Полевые эксперименты проверили стратегии смягчения последствий, такие как использование отработанных раковин и аэрация, для снижения кислотности вокруг мидийных ферм.
Для мониторинга продолжающейся угрозы Новая Зеландия создала Новозеландскую сеть наблюдения за подкислением океана (NZOA-ON), которая сотрудничает с международными партнёрами для документирования состояния и прогресса подкисления океана в различных морских средах. Кроме того, Платформа исследований аквакультуры моллюсков (ShARP) поддерживает исследования, направленные на повышение устойчивости и устойчивости аквакультуры моллюсков, включая программы селекционного разведения для разработки штаммов, более устойчивых к меняющимся условиям океана.
В большей части Тихоокеанского региона коммерческое разведение устриц менее распространено, но местные сообщества здесь в значительной степени полагаются на рифовые экосистемы и местные запасы моллюсков для обеспечения продовольственной безопасности и соблюдения культурных обычаев. Подкисление океана представляет собой серьёзную угрозу для этих сообществ, ослабляя коралловые рифы, что в сочетании с другими стрессовыми факторами, такими как потепление и загрязнение, ставит под угрозу морское биоразнообразие и средства к существованию людей, зависящих от этих экосистем.
Мы часто говорим об подкислении океана как о научном явлении: просто об изменении уровня pH и поглощения углерода, о смещении базовых показателей и эрозии скелетов. Но в основе всего этого лежит и проблема справедливости, потому что именно прибрежные сообщества, которые внесли наименьший вклад в этот кризис, сейчас находятся на переднем крае его последствий. Рыбак в Фиджи, который замечает в сетях меньше моллюсков. Фермер, выращивающий устриц в Тасмании, чей урожай рушится после внезапного изменения химического состава воды. Гид по рифам в Палау, который больше не видит знакомых школ в некогда ярких коралловых садах. Бабушка в Луизиане, наблюдающая, как солёная вода подступает к суше, зная, что её внуки могут не вырасти с таким же изобилием морепродуктов или с таким же чувством места.
Эти люди — не пассивные жертвы далёкой проблемы. Они эксперты своих экосистем, хранители береговых линий, носители историй и систем знаний, отточенных поколениями. И всё же их голоса слишком часто отсутствуют в климатических переговорах, принятии решений о финансировании и определении приоритетов исследований.
«Многие думают, что это не так уж и плохо, — сказала Нина Беднарек, одна из авторов исследования и старший научный сотрудник Орегонского государственного университета. — Но мы показываем, что все изменения, которые были спрогнозированы, и даже больше, уже происходят — во всех уголках мира, от самых нетронутых до маленького уголка, который вам небезразличен. Мы изменили не только один залив, мы изменили весь океан на глобальном уровне».
Публикация исследования своевременна, поскольку ведущие эксперты по океанской политике и морские учёные собрались во Франции на Конференции Организации Объединённых Наций по океану, где они обсуждают растущие угрозы, с которыми сталкиваются мировые океаны.