Впервые создана 3D-модель закисления океана: от чего зависит глубина поражения и что нас ждет в будущем?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Мировой океан, колыбель жизни и регулятор климата нашей планеты, сталкивается с невидимой, но от этого не менее опасной угрозой — закислением. Два физика-эколога из Цюрихской высшей технической школы, Йенс Мюллер и Николас Грубе, вооружившись передовыми методами моделирования, заглянули в будущее океанических глубин, и результаты их исследования, опубликованные в журнале Science Advances, заставляют задуматься.

Невидимый враг: CO2 атакует

Мы привыкли думать об углекислом газе как о причине глобального потепления, но его влияние на океанскую среду не менее разрушительно. Подобно тому, как CO2 делает газировку кислой, он постепенно изменяет химический состав морской воды, снижая ее pH. Этот процесс, незаметный невооруженному глазу, имеет далеко идущие последствия для всей морской экосистемы.

3D модель океана, иллюстрация
3D модель океана, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Мюллер и Грубе не просто констатировали факт закисления. Они создали уникальную трехмерную модель Мирового океана, учитывающую динамику течений и исторические данные по выбросам CO2, начиная с зори индустриальной эпохи (1800 год) и заканчивая 2014 годом. Их модель — это не просто статичная картинка, а сложная система, позволяющая проследить за распространением подкисленных вод в пространстве и времени.

Пугающие глубины: тысяча метров — не предел

Исследование показало, что к 2014 году закисление достигло в среднем глубины в 1000 метров. Но самое тревожное, что этот процесс неравномерен. В зонах активного перемешивания вод, таких как Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция, подкисленные воды проникают гораздо глубже, достигая полутора километров.

Пространственные закономерности в изменениях состояния насыщенности арагонита (ΔΩarag). Тенденции подкисления усреднены по четырем слоям глубины (ряды панелей), т.е. от 0 до 100 м, от 100 до 500 м, от 500 до 1500 м и от 1500 до 3000 м. (B, E, H и K) Карты ΔΩarag с 1800 по 2014 год, на которых с помощью штрихов отмечены места, где величина сигнала подкисления меньше соответствующей погрешности. Соответствующие зональные средние распределения ΔΩarag слева (A, D, G и J) показывают изменения с 1800 года для трех эталонных лет - 1994, 2004 и 2014. (C, F, I и L) Среднее значение ΔΩarag, усредненное по регионам, показанным на карте-врезке (L), и построенное как функция увеличения содержания CO2 в атмосфере. Ленты вокруг линий указывают на диапазоны неопределенности наших оценок (см. Материалы и методы). Eq. - экватор. Цитирование: Jens D. Müller, Nicolas Gruber ,Progression of ocean interior acidification over the industrial era.Sci. Adv.10,eado3103(2024).DOI:10.1126/sciadv.ado3103
Пространственные закономерности в изменениях состояния насыщенности арагонита (ΔΩarag). Тенденции подкисления усреднены по четырем слоям глубины (ряды панелей), т. е. от 0 до 100 м, от 100 до 500 м, от 500 до 1500 м и от 1500 до 3000 м. (B, E, H и K) Карты ΔΩarag с 1800 по 2014 год, на которых с помощью штрихов отмечены места, где величина сигнала подкисления меньше соответствующей погрешности. Соответствующие зональные средние распределения ΔΩarag слева (A, D, G и J) показывают изменения с 1800 года для трех эталонных лет — 1994, 2004 и 2014. (C, F, I и L) Среднее значение ΔΩarag, усредненное по регионам, показанным на карте-врезке (L), и построенное как функция увеличения содержания CO2 в атмосфере. Ленты вокруг линий указывают на диапазоны неопределенности наших оценок (см. Материалы и методы). Eq. — экватор. Цитирование: Jens D. Müller, Nicolas Gruber, Progression of ocean interior acidification over the industrial era.Sci. Adv.10,eado3103(2024).DOI:10.1126/sciadv.ado3103
Автор: Jens D. Müller, Nicolas Gruber Источник: www.science.org

Представьте себе: гигантские объемы воды, когда-то служившие убежищем для многих видов морских организмов, теперь становятся для них все более враждебной средой. И если поверхностные слои океана еще могут как-то адаптироваться к изменениям, то глубоководные экосистемы, привыкшие к стабильности, оказываются под ударом.

Жертвы кислотного нашествия: от кораллов до птеропод

Мы уже видим катастрофические последствия закисления для коралловых рифов. Эти удивительные подводные города, являющиеся домом для четверти всех морских видов, вымирают на глазах. Но кораллы — лишь вершина айсберга.

Мюллер и Грубе обращают внимание на другую уязвимую группу организмов — птеропод. Эти крошечные морские улитки, играющие важную роль в пищевой цепи, имеют раковины из карбоната кальция, который растворяется в кислой среде. Исчезновение птеропод может вызвать цепную реакцию, затронув всю экосистему.

Среднеглобальные разрезы абсолютного состояния морской системы CO2 в 2014 г. и изменения с 1800 по 2014 г. В рядах панелей выделены состояние насыщения арагонита (Ωarag) (A и B), концентрация свободных протонов ([H+]) (C и D), pH по общей шкале (pHT) (E и F) и концентрация антропогенного углерода (Cant) (G и H). Контурные линии слева показывают абсолютные уровни Ωarag = 1, [H+] = 9 нмоль кг-1, pHT = 8 и DIC = 2200 мкмоль кг-1 в 2014 (оранжевый) и 1800 (белый) годах. Стипплинг справа указывает на места, где величина сигнала о подкислении меньше соответствующей неопределенности. Цитирование: Jens D. Müller, Nicolas Gruber ,Progression of ocean interior acidification over the industrial era.Sci. Adv.10,eado3103(2024).DOI:10.1126/sciadv.ado3103
Среднеглобальные разрезы абсолютного состояния морской системы CO2 в 2014 г. и изменения с 1800 по 2014 г. В рядах панелей выделены состояние насыщения арагонита (Ωarag) (A и B), концентрация свободных протонов ([H+]) (C и D), pH по общей шкале (pHT) (E и F) и концентрация антропогенного углерода (Cant) (G и H). Контурные линии слева показывают абсолютные уровни Ωarag = 1, [H+] = 9 нмоль кг-1, pHT = 8 и DIC = 2200 мкмоль кг-1 в 2014 (оранжевый) и 1800 (белый) годах. Стипплинг справа указывает на места, где величина сигнала о подкислении меньше соответствующей неопределенности. Цитирование: Jens D. Müller, Nicolas Gruber, Progression of ocean interior acidification over the industrial era.Sci. Adv.10,eado3103(2024).DOI:10.1126/sciadv.ado3103
Автор: Jens D. Müller, Nicolas Gruber Источник: www.science.org
Что дальше? Взгляд в будущее океана

Исследование Мюллера и Грубе — это не просто констатация факта, а предупреждение. Оно показывает, что закисление океана — это не отдаленная угроза, а реальность, с которой мы сталкиваемся уже сегодня. И если мы не примем срочные меры по сокращению выбросов CO2, последствия могут быть катастрофическими.

Модель, созданная учеными, позволяет прогнозировать развитие ситуации в будущем, и эти прогнозы не вселяют оптимизма. Продолжающийся рост выбросов приведет к дальнейшему закислению океана, угрожая биоразнообразию и стабильности всей планеты.

Эмпирически оцененное воздействие закисления внутренних слоев океана на бентические (холодноводные кораллы) и пелагические (птероподы) организмы. (A и D) Состояние насыщенности арагонита (Ωarag) в известных местах обитания холодноводных кораллов, согласно предыдущей оценке на основе модели, но с учетом обновленных данных о встречаемости. (B и C) Вертикальное распределение растворения раковин птеропод для Южного океана и регионов апвеллинга, а также (E и F) его увеличение с 1800 года. Растворение раковины оценивается по нашим реконструкциям Ωarag на основе эмпирической зависимости и выражается в процентах особей птеропод с сильным растворением раковины. Цитирование: Jens D. Müller, Nicolas Gruber ,Progression of ocean interior acidification over the industrial era.Sci. Adv.10,eado3103(2024).DOI:10.1126/sciadv.ado3103
Эмпирически оцененное воздействие закисления внутренних слоев океана на бентические (холодноводные кораллы) и пелагические (птероподы) организмы. (A и D) Состояние насыщенности арагонита (Ωarag) в известных местах обитания холодноводных кораллов, согласно предыдущей оценке на основе модели, но с учетом обновленных данных о встречаемости. (B и C) Вертикальное распределение растворения раковин птеропод для Южного океана и регионов апвеллинга, а также (E и F) его увеличение с 1800 года. Растворение раковины оценивается по нашим реконструкциям Ωarag на основе эмпирической зависимости и выражается в процентах особей птеропод с сильным растворением раковины. Цитирование: Jens D. Müller, Nicolas Gruber, Progression of ocean interior acidification over the industrial era.Sci. Adv.10,eado3103(2024).DOI:10.1126/sciadv.ado3103
Автор: Jens D. Müller, Nicolas Gruber Источник: www.science.org
За рамками цифр: этический аспект проблемы

За сухими цифрами и графиками скрывается более глубокая проблема — этическая ответственность человечества за сохранение океана. Мы наследовали от предыдущих поколений великолепный и живой Мировой океан. И мы обязаны передать его будущим поколениям в здоровом состоянии.

Закисление океана — это вызов, брошенный нам природой. И от того, как мы ответим на этот вызов, зависит не только будущее морских экосистем, но и судьба всей нашей планеты.

3 комментария

Добавить комментарий

j
Готовятся корректировать климат путем вбрасывания щелочи в океан с непредсказуемыми последствиями?
Ruby_Rougarou
https://www.ixbt.com/live/science/60-000-gallonov-schelochi-v-okeane-eksperiment-vo-imya-klimata-ili-bezumie.html
1
Миллиарды лет происходило одно и то же, и вот опять!
О боги! Опять все умрут! Стопе, бессмертных же не бывает, все в порядке 👍

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Вселенная оказалась на 306 миллионов лет моложе: как комковатая структура космоса объяснила поведение темной энергии

В современной астрофизике назрел кризис, затрагивающий самые основы нашего понимания мироздания. В центре этого кризиса находится фундаментальное противоречие, которое исследователи называют...

Почему медвежатина может быть опасной даже после 45 дней в морозилке

На семейной встрече приготовили мясо медведя, которое до этого 45 дней лежало в морозилке. Казалось бы, времени достаточно. Но вскоре у шести участников обнаружили трихинеллёз. Двое из них...

Белки возрастом 160 млн лет уничтожают современные супербактерии: как одна ошибка создала природный антибиотик

В организме млекопитающих защиту от инфекций обеспечивают сотни различных соединений. Одно из самых распространенных среди них — белок лактоферрин. Он присутствует в материнском молоке,...

В дикой природе стали появляться гибриды белого и бурого медведей. Как это вообще стало возможным

Белый и бурый медведи обитают в разных условиях и заметно отличаются внешне и образом жизни. Тем удивительнее, что в природе встречаются их гибриды, унаследовавшие признаки обоих родителей. Но как...

Музыкальный центр Sony MHC-RX50: один из самых узнаваемых в 1997 году

Минисистема MHC-RX50 появилась на пике популярности музыкальных центров. Она вошла в число самых узнаваемых и популярных моделей среднего класса своей эпохи, наряду с Panasonic SC-AK40, Aiwa...

Ученые показали лицо первого представителя нашего вида: как выглядел Homo sapiens 300 тысяч лет назад

Около 315 тысяч лет назад на севере Африки жили люди, которых сегодня считают древнейшими известными представителями Homo sapiens. Международная группа исследователей восстановила внешность одного...