Зміна клімату призвела до утруднення дихання морських мешканців, — дослідження

Дихальний коефіцієнт у Тихому океані в середньому вже на 15 відсотків вищий свого постійного значення і становить 1,15. Це означає, що в морських екосистемах не вистачає кисню, і найбільш ймовірна причина такої тенденції — глобальна зміна клімату, що призводить до потепління води та зниженню розчинності кисню в ній. За оцінками вчених, до кінця XXI століття кількість кисень в океані знизиться на 3,1-4,7 відсотки. Дані опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

На тлі глобальної зміни клімату Світовий океан піддається деоксигенації — чим тепліша вода, тим гірше в ній розчиняється кисень. Зони з його зниженим вмістом розширюються, що несе загрозу біорізноманіттю морів. Загальноприйняті кліматичні моделі не дуже точно пророкують відгук морських екосистем на коливання рівня кисню через невизначеність у регуляції біологічного дихання. Відповідно до класичних розрахунків Альфреда Редфілда, дихальний коефіцієнт rO2: C у планктону становить одиницю, і він досить статичний: спочатку в ході досліджень не вдалося виявити його систематичні просторові варіації. Тому в моделях величина rO2: C приймається за константу. Однак в більш пізніх роботах стабільність дихального коефіцієнта піддалася сумнівам, що призвело до необхідності переглянути співвідношення Редфілда і його вплив на морські біогеохімічні цикли.

Учені під керівництвом Еллісон Морено (Allison R. Moreno) з Каліфорнійського університету в Ірвайні досліджували зміни в морській геохімії біогенних елементів під впливом глобальної зміни клімату. В рамках програми GO-SHIP вони відбирали зразки морської води для визначення кількості твердого органічного вуглецю вздовж Тихого океану від узбережжя Сан-Дієго до Антарктиди. Дані інструментальних спостережень океанологи зіставляли з глобальними моделями CESM і CMIP5 для складання прогнозу на найближче сторіччя.

Виявилося, що зниження кількості розчиненого у воді кисню призводить до підвищення дихального коефіцієнта, а також до посилення денітрифікації. Актуальні дані інструментальних спостережень показали, що в більшій частині тропічній та субтропічній акваторії Тихого океану вже спостерігається дефіцит кисню і пов'язаний з ним дефіцит азоту, що в підсумку призводить до зниження чистої первинної продукції. При цьому середній rO2: C по Тихому океану вже на 15 відсотків вищий свого загальноприйнятого значення і становить 1,15.

Автори дослідження підкреслили, що використання дихального коефіцієнта в кліматичному моделюванні має враховувати регіональні особливості (так, в приполярних широтах навіть в епоху антропогенної зміни клімату rO2: C не перевищує 0,97, а в субтропічних широтах його значення вже переступило одиницю). Також вони відзначили, що результати їх дослідження дозволяють припустити більш серйозний дефіцит кисню в океані, ніж вважалося раніше.