История всплеска саргассума в Атлантике на основе данных за 40 лет

от

Исследователи из Океанографического института Harbour Branch при Флоридском Атлантическом университете опубликовали обзор, в котором проследили четыре десятилетия изменений в пелагическом саргассуме — свободно плавающих бурых морских водорослях, играющих жизненно важную роль в экосистеме Атлантического океана.

Раньше считалось, что саргассум в основном обитает в бедных питательными веществами водах Саргассова моря. Однако теперь признано, что это быстрорастущий и широко распространённый морской организм, расширение которого по Атлантике тесно связано как с естественными процессами, так и с антропогенным обогащением питательными веществами.

Обзор, опубликованный в журнале Harmful Algae, проливает новый свет на происхождение и развитие Великого Атлантического пояса саргассума — массивного повторяющегося цветения саргассума, которое простирается через Атлантический океан от побережья Западной Африки до Мексиканского залива Америки.

С момента своего первого появления в 2011 году этот пояс формировался почти каждый год, кроме 2013 года, а в мае достиг новой рекордной биомассы в 37,5 миллиона тонн. Это не включает базовую биомассу в 7,3 миллиона тонн, исторически оценённую в Саргассовом море.

Объяснение изменений

Объединив исторические океанографические наблюдения, современные спутниковые снимки и передовые биогеохимические анализы, обзор представляет собой всеобъемлющую основу для понимания драматических изменений в распределении саргассума, его продуктивности и динамике питательных веществ.

Брайан Лапуэнт, доктор философии, ведущий автор и профессор-исследователь в FAU Harbour Branch, сказал: «Наш обзор глубоко погружается в меняющуюся историю саргассума — как он растёт, что питает этот рост и почему мы наблюдаем столь резкое увеличение биомассы в Северной Атлантике».

Лапуэнт и его соавторы Деанна Ф. Уэббер, координатор исследований, и Рэйчел Брютон, доктор философии, доцент-исследователь, объясняют, что ранние океанографы нанесли на карту Саргассово море на основе поверхностных наблюдений за саргассумом, полагая, что морские водоросли процветают в его тёплых, чистых, но бедных питательными веществами водах. Однако это представление создало парадокс, когда океанографы середины XX века описали регион как «биологическую пустыню».

Однако недавние спутниковые наблюдения, модели циркуляции океана и полевые исследования разрешили этот парадокс, проследив сезонный перенос саргассума из богатых питательными веществами прибрежных районов, особенно из западной части Мексиканского залива Америки, в открытый океан через петлю течения и Гольфстрим.

Роль технологии дистанционного зондирования

Технология дистанционного зондирования сыграла ключевую роль в этих открытиях. В 2004 и 2005 годах спутники зафиксировали обширные полосы саргассума в западной части Мексиканского залива Америки, региона, испытывающего повышенную нагрузку питательными веществами из речных систем, таких как Миссисипи и Атчафалайя.

«Эти богатые питательными веществами воды способствовали повышению биомассы вдоль побережья Мексиканского залива, что привело к массовым выбросам на берег, дорогостоящим уборкам пляжей и даже к аварийному отключению атомной электростанции во Флориде в 1991 году», — сказал Лапуэнт.

Лабораторные эксперименты и полевые исследования, начиная с 1980-х годов, подтвердили, что саргассум растёт быстрее и более продуктивен в обогащённых питательными веществами неритических водах, чем в олиготрофных водах открытого океана. Контролируемые исследования показали, что две основные разновидности, саргассум натанс и саргассум флуитанс, могут удвоить свою биомассу всего за 11 дней в оптимальных условиях.

С 1980-х по 2020-е годы содержание азота в саргассуме увеличилось более чем на 50%, в то время как содержание фосфора немного снизилось, что привело к резкому росту отношения азота к фосфору (N:P).

Лапуэнт сказал: «Эти изменения отражают сдвиг от естественных океанических источников питательных веществ, таких как апвеллинг и вертикальное перемешивание, к наземным источникам, таким как сельскохозяйственные стоки, сброс сточных вод и атмосферное осаждение».

Уровень углерода в саргассуме также повысился, что способствовало изменениям в общей стехиометрии и дополнительно подчеркнул влияние внешней нагрузки питательными веществами на морских первичных производителей.

Обзор также исследует, как рециркуляция питательных веществ в полосах саргассума, включая экскрецию связанных с ними морских организмов и микробное расщепление органического вещества, может поддерживать рост в бедных питательными веществами средах.

Данные, собранные вблизи устья реки Амазонки, подтверждают гипотезу о том, что стоки питательных веществ из этой крупной реки вносят значительный вклад в развитие Великого Атлантического пояса саргассума. Колебания биомассы саргассума были связаны с циклами наводнений и засух в бассейне Амазонки, что дополнительно связывает наземные поступления питательных веществ с открытым океаном.

Формирование Великого Атлантического пояса саргассума, по-видимому, было вызвано экстремальным атмосферным явлением — отрицательной фазой Североатлантического колебания в 2009–2010 годах, которая могла способствовать перемещению поверхностных вод и саргассума из Саргассова моря на юг в тропическую Атлантику.

Однако исследователи предупреждают, что прямых доказательств этого перемещения нет. Более того, генетические и морфологические данные свидетельствуют о том, что некоторые популяции саргассума, особенно доминирующий S. natans var. wingei, уже присутствовали в тропической Атлантике до 2011 года, что указывает на то, что этот регион, возможно, играл недооценённую роль в раннем развитии Великого Атлантического пояса саргассума.

«Расширение саргассума — это не просто экологическая диковинка — оно имеет реальные последствия для прибрежных сообществ. Массивные цветения могут засорять пляжи, влиять на рыболовство и туризм, а также представлять угрозу здоровью», — сказал Лапуэнт. «Понимание того, почему саргассум так сильно растёт, имеет решающее значение для управления этими воздействиями. Наш обзор помогает соединить точки между наземным загрязнением питательными веществами, циркуляцией океана и беспрецедентным распространением саргассума по всему океанскому бассейну».

Предоставлено Флоридским Атлантическим университетом.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте