Исследователи обнаружили, что в 2020 году закисление океана достигло «опасной зоны», что говорит о том, что повышение уровня углекислого газа привело к нарушению ещё одной планетарной границы.
Новое исследование показывает, что океаны нашей планеты становятся слишком кислыми, чтобы оставаться здоровыми. (Изображение предоставлено Филипом Терстоном через Getty Images)
Согласно новому исследованию, океаны Земли находятся в худшем состоянии, чем предполагали учёные. Уровень кислотности настолько высок, что наши моря, возможно, вошли в «опасную зону» пять лет назад.
Люди непреднамеренно делают океаны более кислыми, выбрасывая углекислый газ (CO2) в результате промышленной деятельности, такой как сжигание ископаемого топлива. Это закисление океана наносит ущерб морским экосистемам и угрожает прибрежным сообществам, которые зависят от здоровой воды как источника средств к существованию.
Предыдущие исследования показали, что океаны Земли приближаются к планетарной границе, или «опасной зоне», из-за закисления океана. Теперь в новом исследовании, опубликованном в понедельник (9 июня) в журнале «Биология глобальных изменений», учёные обнаружили, что закисление идёт даже быстрее, чем предполагалось ранее, и что наши океаны, возможно, вошли в опасную зону в 2020 году.
Исследователи пришли к выводу, что к 2020 году среднее состояние наших океанов в глобальном масштабе находилось в диапазоне неопределённости границы закисления океана, поэтому предел безопасности, возможно, уже был превышен. Согласно исследованию, условия в более глубоких водах ухудшаются быстрее, чем на поверхности.
«Закисление океана — это не просто экологический кризис, это бомба замедленного действия для морских экосистем и прибрежных экономик», — Стив Уиддикомб, научный директор и заместитель генерального директора Plymouth Marine Laboratory, морской исследовательской организации, участвовавшей в новом исследовании, заявил в заявлении. «По мере повышения кислотности наших морей мы наблюдаем утрату критически важных мест обитания, от которых зависят бесчисленные морские виды, и это, в свою очередь, имеет серьёзные социальные и экономические последствия».
В 2009 году исследователи предложили девять планетарных границ, которые мы должны соблюдать, чтобы сохранить Землю здоровой. Эти границы устанавливают пределы для крупномасштабных процессов, влияющих на стабильность и устойчивость нашей планеты. Например, существуют границы, определяющие опасные уровни изменения климата, химического загрязнения и закисления океана.
Исследование 2023 года показало, что мы пересекли шесть из девяти границ. Авторы этого исследования не считали, что граница закисления океана была нарушена в то время, но отметили, что она находится на грани нарушения и ситуация ухудшается.
Кэтрин Ричардсон, профессор Института «Глобус» при Копенгагенском университете в Дании, которая руководила исследованием 2023 года и не участвовала в новом исследовании, рассказала Live Science, что её «совсем не удивили» новые результаты.
«В нашей последней оценке мы говорили, что это на грани, и, поскольку с тех пор концентрация CO2 в атмосфере выросла, неудивительно, что сейчас это граничное значение превышено», — написал Ричардсон в электронном письме.
Что вызывает подкисление океана?
Подкисление океана в основном вызвано поглощением океаном CO2. Океан поглощает около 30% CO2 в атмосфере, поэтому, когда деятельность человека выбрасывает CO2, он попадает в океаны в большем количестве. CO2 растворяется в океане, образуя угольную кислоту и высвобождая ионы водорода. Уровень кислотности зависит от количества ионов водорода, растворённых в воде, поэтому, когда океан поглощает больше CO2, он становится более кислым.
Ионы водорода соединяются с ионами карбоната в океане, образуя бикарбонат, который снижает содержание карбоната, доступного для морских обитателей, таких как кораллы, моллюски и планктон. Этим животным нужен карбонат для формирования костей, раковин и других естественных структур, которые они создают из карбоната кальция (CaCO3). Исследователи измеряют содержание арагонита — одной из растворимых форм CaCO3 — для отслеживания уровня кислотности океана.
Кораллы погибают, поскольку океаны становятся теплее и более кислыми. (Изображение предоставлено: Бретт Монро Гарнер, Getty Images)
Граница закисления океана будет нарушена, когда содержание арагонита в океанах снизится на 20% по сравнению с доиндустриальным уровнем (оценочное закисление океана в 1750 и 1850 годах). Согласно исследованию 2023 года, закисление океана составило 19%, что чуть ниже границы.
Авторы нового исследования использовали физические и химические измерения в верхних слоях океана и компьютерные модели, чтобы обновить и уточнить предыдущие оценки закисления океана. Они также учли погрешность, включая неопределённость как в границе, так и в современном значении закисления.
Используя новые данные, исследователи обнаружили, что на поверхности океана средний глобальный уровень закисления на 17,3% (с погрешностью 5%) ниже, чем в доиндустриальную эпоху. Эта оценка ниже, чем оценка 2023 года, но находится в пределах более широкой границы, указанной в новом исследовании (20%, но с погрешностью 5,3%). Согласно данным исследования, уровень закисления, рассчитанный по новой методике, увеличился на большей глубине, хотя погрешность также увеличилась на глубине ниже 330 футов (100 метров).
Не весь океан закисляется с одинаковой скоростью. Например, исследователи установили, что около 40% воды на поверхности пересекло эту границу, но для глубинных вод, расположенных на глубине около 650 футов (200 м), этот показатель вырос до 60%.
«Большая часть жизни в океане обитает не только на поверхности — в глубинах обитает множество различных видов растений и животных», — говорится в заявлении ведущего автора исследования Хелен Финдли, биолога-океанографа из Плимутской морской лаборатории. «Поскольку эти глубинные воды сильно меняются, последствия закисления океана могут быть гораздо серьёзнее, чем мы думали».