Океаны: количество фиотпланктона уменьшается

Китайские исследователи сообщают плохие новости: количество фитопланктона в мировом океане сокращается. Это означает, что основной строительный блок пищевой сети в океанах исчезает. Исследователи под руководством Хунвэя Фана из Университета Цинхуа в Пекине использовали спутниковые данные и измерения, чтобы определить количество мелких зеленых водорослей с 2001 по 2023 год. О своих результатах они сообщают в журнале «Science Advances». Таким образом, глобальная тенденция снижается; лишь в немногих морских районах количество зеленых водорослей, диатомей, цианобактерий и других фотосинтезирующих организмов остается стабильным или даже несколько увеличивается.

С одной стороны, фитопланктон океанов играет огромную роль в производстве кислорода на Земле. Но это также важная часть углеродного цикла, подчеркивают ученые. Однако о количестве и распространении организмов известно немного. Ученые подчеркивают, что в записи есть большие пробелы. Например, количество фитопланктона может быть неадекватно зафиксировано с помощью спутниковых данных, потому что океаны обычно не определяют по цветовым данным, или на этих изображениях океаны затенены облаками. Однако по цвету воды можно сделать выводы о содержании фитопланктона. Поэтому Фанг и его коллеги дополнили существующие данные данными измерений непосредственно из океанов, а также использовали искусственный интеллект (ИИ).

Исходя из этого, они создали модель массы фитопланктона с ежедневными данными за период с 2001 по 2023 год и с высоким пространственным разрешением между 45-й параллелью северного и южного полушарий. На севере это соответствует высоте Бордо, а на юге — южной оконечности Тасмании. За пределами этой территории лежат Северное и Балтийское моря, Средиземное море также осталось за пределами исследования.

Регистрировали количество хлорофилла А – важнейшего вещества для фотосинтеза в фитопланктоне. Расчеты показали, что за исследуемый период средняя глобальная концентрация этого вещества снизилась на 0,00035 миллиграмма на кубический метр в год. В прибрежных районах, особенно в устьях рек, она составляла даже 0,00073 миллиграмма, то есть более чем в два раза больше. Сократилось также цветение водорослей, в которых вырабатывается особенно большое количество хлорофилла-А.

Однако развитие было непоследовательным. Например, цветение водорослей вокруг Канарских островов, а также на северном побережье Бразилии и северо-восточном австралийском побережье увеличилось с 2001 по 2023 год. Однако ученые пишут, что это цветение водорослей в основном было связано с деятельностью человека, такой как вырубка лесов и лесные пожары в Амазонии. Океаны наполнены множеством питательных веществ, особенно азотом, который стимулирует рост водорослей.

Используя различные регионы океана, исследователи дают понять, что чем выше температура воды на поверхности океана, тем ниже концентрация хлорофилла А. В первую очередь поэтому они связывают наблюдаемое развитие с изменением климата. «Эти тенденции вызваны в первую очередь повышением температуры поверхности моря, которое увеличивает стратификацию океана, подавляет подъем питательных веществ и ограничивает рост фитопланктона», — пишут они.

Поскольку на поверхности моря прогреваются быстрее, чем на более низких высотах, все чаще формируются жесткие слои, которые предотвращают или препятствуют подъему холодной, богатой питательными веществами воды. Это влияет на снабжение фитопланктона питательными веществами.

Результаты исследования соответствуют исследованию, которое было опубликовано в начале сентября. Соответственно, к 2100 году в тропических океанах популяция самого важного организма фитопланктона, Prochromococcus, может сократиться вдвое.

Как написала в журнале «Nature Microbiology» команда под руководством Франсуа Рибале из Вашингтонского университета в Сиэтле, размножение прохлорококка увеличивается до температуры воды 28 градусов Цельсия, но резко падает при более высоких температурах. В тропических морских регионах такие более высокие температуры воды с умеренными и высокими выбросами парниковых газов могут достигаться все чаще и чаще в ближайшие десятилетия.