Залив Мэн, где ведётся промышленная добыча устриц, моллюсков и мидий, неожиданно избежал повышения кислотности морской воды, что способствует сохранению здоровья его рыбного хозяйства.
«Вопреки ожиданиям, — написала группа учёных в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, — мы обнаружили, что уровень pH увеличился (+0,2 единицы pH) за последние 40 лет, несмотря на одновременный рост атмосферного CO₂». (Для определения долгосрочного тренда потребовались измерения изотопов бора в годичных полосах скелета, образованных корковыми кораллиновыми водорослями. Подробнее об этом позже.)
Уровни кислотности в заливе Мэн неожиданны, поскольку уровни углекислого газа в атмосфере продолжают расти. Холодные воды залива поглощают углекислый газ быстрее и легче, поэтому ожидалось, что они будут поглощать больше углерода. Увеличение содержания углерода в воде обычно снижает pH и повышает кислотность.
«Один показатель снижается, а другой повышается», — сказал Алан Ванамейкер, профессор Университета штата Айова в области Земли, атмосферы и климата и соавтор статьи. «Именно это мы наблюдаем в открытом океане».
Три основные водные массы, втекающие в залив, ответственны за более низкую, чем ожидалось, кислотность. Это северные, холодные, менее солёные и низкощелочные/более кислые потоки воды со Шотландского шельфа на поверхности и воды Лабрадорского склона на глубине. И южные, более тёплые, более солёные и более щелочные/менее кислые потоки тёплых склоновых вод из Гольфстрима.
Залив Мэн является «большой смесью» для этих водных масс, как сказал Ванамейкер. До сих пор смесь, включающая тёплые склоновые воды, была полезна для моллюсков залива.
Однако, «это отсроченное начало подкисления океана вызывает беспокойство», — написали исследователи, включая Джозефа Стюарта, первого автора и научного сотрудника Школы наук о Земле Бристольского университета в Великобритании. «Как только буферные эффекты, обусловленные циркуляцией океана, достигнут своего предела, может произойти быстрое снижение pH морской воды», — написали они. «Это нанесёт серьёзный вред моллюскам и всей экосистеме залива Мэн».
Основной задачей для исследователей было отсутствие длительной истории измерения pH морской воды в заливе Мэн. Приборы измеряли уровень pH только в течение 13 лет. Как можно было определить прошлые уровни и любые тенденции?
Кораллиновые водоросли — «они очень похожи на кораллы», — сказал Ванамейкер, — могут жить в заливе до 50 лет. Они покрывают погружённые в воду прибрежные скалы и создают твёрдую скелетную структуру из карбоната кальция, которая включает годичные кольца роста.
Ванамейкер, который руководит Лабораторией стабильных изотопов в Университете штата Айова, давно использует изотопы кислорода, хранящиеся в годовых кольцах раковин моллюсков, чтобы составить картину условий океана. Изотопы — это атомы элемента, которые имеют одинаковое количество протонов в ядре, но разное количество нейтронов.
Учёные провели аналогичную работу для проекта в заливе Мэн, используя измерения изотопов бора в полосах корковых кораллиновых водорослей для построения записей pH в заливе с 1920 по 2018 год.
Любое падение воды с более высоким pH/более низкой кислотностью из Гольфстрима может привести к тому, что исследователи называют «точками перегиба», которые создают «потенциал для резкого коллапса экосистемы».
«Мы беспокоимся о точках перегиба», — сказал Ванамейкер, который вырос в Новой Англии и изучает залив Мэн со времён своей докторской учёбы в Университете штата Мэн около 20 лет назад. «Мы не предсказываем, когда это может произойти. Но мы предупреждаем, что это может быть примером наступления точки перегиба».
Если условия меняются, «производители должны думать о потенциальных изменениях в заливе», — сказал Ванамейкер. «И им нужно начать думать о других моллюсках или о диверсификации урожая. Это может быть важно в наше время».
Предоставлено
Iowa State University