«Научное сообщество всегда считало, что воздействие загрязнения воздуха ощущается в непосредственной близости от того места, где оно откладывается», - говорит Афанасиос Нене. «Это исследование показывает, что железо может циркулировать через океан и воздействовать на экосистемы на тысячи километров».
На протяжении десятилетий загрязнение воздуха, выходящее из Восточной Азии на самый большой в мире океан, вызвало цепную реакцию, которая способствовала снижению уровня кислорода в тропических водах за тысячи километров, свидетельствуют новые исследования.
«Растет осознание того, что уровни кислорода в океане могут со временем меняться», - говорит Така Ито, адъюнкт-профессор Технологического института Джорджии. «Одна из причин этого - потепление окружающей среды - теплая вода содержит меньше газа. Но в тропическом Тихом океане уровень кислорода падает намного быстрее, чем может объяснить изменение температуры ».
Карта, показывающая, как загрязнение воздуха, осаждающее железо в северной части Тихого океана, может проехать за тысячи километров. (Кредит: Georgia Tech)В докладе исследователи описывают, как загрязнение воздуха от промышленной деятельности повышало уровень содержания железа и азота в питательных веществах для морской жизни - в океане у берегов Восточной Азии. Затем океанские течения переносили питательные вещества в тропические районы, где они потреблялись фотосинтезирующим фитопланктоном.
Но в то время как тропический фитопланктон мог выделять больше кислорода в атмосферу, их потребление избыточных питательных веществ отрицательно влияло на уровни растворенного кислорода, глубже в океане.
«Если у вас более активный фотосинтез на поверхности, он производит больше органического вещества, а некоторые из них опускаются», - говорит Ито. «И когда он опускается, есть бактерии, которые потребляют это органическое вещество. Как мы дышим кислородом и выдыхаем CO2, бактерии потребляют кислород в подповерхностном океане, и есть тенденция истощать больше кислорода ».
Этот процесс разыгрывается во всем Тихоокеанском регионе, но эффекты наиболее выражены в тропических районах, где растворенный кислород уже низок.
Снижение с 1970
Афанасиос Нене, профессор Georgia Tech, который работал с Ито в исследовании, говорит, что исследование является первым, чтобы описать, насколько далеко может быть достигнуто воздействие человеческой промышленной деятельности.
«Научное сообщество всегда считало, что воздействие загрязнения воздуха ощущается вблизи того места, где оно откладывается», - говорит Ненеш. «Это исследование показывает, что железо может циркулировать через океан и воздействовать на экосистемы на тысячи километров».
В то время как были установлены доказательства того, что глобальное изменение климата может повлиять на будущие уровни кислорода, Ито и Нене были побуждены искать объяснение того, почему уровни кислорода в тропиках снижались с 1970.
Чтобы понять, как работает этот процесс, исследователи разработали модель, которая сочетает химию атмосферы, биогеохимические циклы и циркуляцию океана. Их модель показывает, как загрязненная, богатая железом пыль, которая оседает над северной частью Тихого океана, переносится океанскими течениями на восток в направлении Северной Америки, вниз по побережью, а затем обратно на запад вдоль экватора.
В их модели исследователи учитывали другие факторы, которые также могут влиять на уровни кислорода, такие как температура воды и изменчивость океана.
Из-за потепления морских вод или увеличения загрязнения железа последствия растущих зон с минимальным содержанием кислорода далеко заходят в морскую жизнь.
«Многие живые организмы зависят от кислорода, который растворяется в морской воде, - говорит Ито. «Поэтому, если он станет достаточно низким, это может вызвать проблемы, и это может изменить местообитания морских организмов».
Нелегко заменить
Иногда воды из областей с низким содержанием кислорода набухают в прибрежных водах, убивая или вытесняя популяции рыб, крабов и многих других организмов. Эти «гипоксические события» могут участиться, поскольку зоны с минимальным содержанием кислорода возрастают, добавляет он.
По словам Ито, увеличение активности фитопланктона является обоюдоострым мечом.
«Фитопланктон является неотъемлемой частью живого океана, - говорит он. «Он служит основой пищевой цепи и поглощает атмосферный углекислый газ. Но если загрязнение продолжает подавать избыточные питательные вещества, процесс разложения истощает кислород из более глубоких вод, и этот глубокий кислород нелегко заменить ».
Исследование также расширяет понимание пыли как переносчика загрязнения, говорит Ненес.
«Пыль всегда привлекала большой интерес из-за ее влияния на здоровье людей», - говорит Ненеш. «Это действительно первое исследование, показывающее, что пыль может оказать огромное влияние на здоровье океанов способами, которые мы никогда не понимали раньше. Это просто вызывает необходимость понять, что мы делаем с морскими экосистемами, которые питают население во всем мире ».
Исследование, опубликованное в Nature Geoscience, спонсировалось Национальным научным фондом, Научным кафедрой факультета экономики Грузии и стипендией факультета Каллен-Пек.
Источник: Georgia Tech
Книги по этой теме
at Внутренний рынок самовыражения и Amazon
