Кислород в Аравийском море: уроки прошлого для будущего океанов

Кислород в древних океанах

Около 16 миллионов лет назад в Аравийском море содержалось больше кислорода, чем сегодня, несмотря на то, что климат Земли тогда был теплее. Исследования показывают, что на уровень кислорода в океанах влияют не только температура, но и такие факторы, как интенсивность муссонов, изменения океанических течений и связи между морями. Это подчеркивает, что здоровье океанов зависит от множества переменных, а не только от глобального потепления. На протяжении миллионов лет уровень кислорода в океанах может вновь увеличиваться, хотя последствия этого для морской жизни пока остаются неясными.

Взгляд в будущее через призму прошлого

Древние океаны могут дать подсказки о возможном восстановлении кислорода в будущем. Новое исследование предполагает, что регионы мирового океана с низким содержанием кислорода способны восстановить его уровень в ближайшие столетия, даже несмотря на продолжающийся рост глобальных температур. Ученые из Университета Саутгемптона (Великобритания) и Университета Рутгерса (США) проанализировали окаменелости планктона, сохранившиеся в осадках Аравийского моря. Их результаты показали, что во время интенсивного глобального потепления около 16 миллионов лет назад уровень кислорода в этом регионе был выше, чем сегодня. Серьезное истощение кислорода началось только спустя примерно четыре миллиона лет, когда климат начал охлаждаться.

Почему Аравийское море отличалось от других регионов

Исследователи обнаружили, что Аравийское море, расположенное у западного побережья Индии, развивалось иначе, чем аналогичные регионы с низким содержанием кислорода в Тихом океане. Этот контраст подчеркивает важность региональных факторов, таких как сильные муссонные ветры, особенности циркуляции океана и водообмен с соседними морями. Именно эти локальные условия, по-видимому, замедлили потерю кислорода в Аравийском море.

Современные тенденции: потеря кислорода продолжается

Растворённый в океанах кислород необходим для поддержания морской жизни, способствует большему биоразнообразию и устойчивости экосистем. Однако за последние 50 лет каждые десять лет в морях по всему миру теряется около двух процентов кислорода из-за роста глобальных температур. Доктор Александра Одерсе из Университета Саутгемптона отмечает, что миоценовый климатический оптимум (MCO), период примерно 17–14 миллионов лет назад, имел схожие температуры и атмосферные условия с теми, которые прогнозируются после 2100 года. Изучение кислородного режима моря в то время помогает понять, как могут развиваться события в будущем.

Окаменелости планктона — ключ к истории кислорода

Для реконструкции древних условий команда исследовала микроскопические окаменелости планктона — фораминиферы, собранные из кернов, предоставленных Программой бурения океана (ODP). Химические сигналы, сохранившиеся в их раковинах, позволяют ученым оценивать уровень кислорода в морской воде на протяжении миллионов лет. Анализ показал, что зона минимального содержания кислорода (OMZ) существовала в Аравийском море с раннего миоцена, около 19 миллионов лет назад, до примерно 12 миллионов лет назад, при этом концентрация кислорода оставалась ниже 100 микромоль на килограмм воды.

Отсроченное истощение кислорода

Несмотря на низкие уровни кислорода, условия не были достаточно экстремальными, чтобы вызвать выделение азота из морской воды в атмосферу — процесс, который наблюдается в Аравийском море сегодня. Этот сдвиг произошёл только после 12 миллионов лет назад, что говорит о том, что самое серьёзное истощение кислорода было отсрочено.

Сегодня части Аравийского моря считаются «субоксическими» — они поддерживают лишь ограниченную морскую жизнь из-за минимального насыщения кислородом. В то же время, во время MCO в этом регионе существовала гипоксическая зона — умеренное содержание кислорода, поддерживающее более широкий спектр организмов.

Влияние региональных факторов

Доктор Аня Хесс из Университета Джорджа Мейсона добавляет, что MCO — ближайшая аналогия к ожидаемому потеплению климата после 2100 года при высоком уровне выбросов. Предыдущие исследования показывают, что восточная тропическая часть Тихого океана была хорошо насыщена кислородом в этот период, в отличие от современных тенденций к деоксигенации. Аравийское море также было лучше насыщено кислородом во время MCO, хотя и не так сильно, как Тихий океан, а снижение уровня кислорода происходило с задержкой примерно в два миллиона лет.

Почему прогнозы будущего состояния океанов сложны

Доктор Одерсе заключает, что потеря кислорода в океане, уже происходящая сегодня, во многом определяется локальной океанографией. Глобальные модели, которые фокусируются только на потеплении климата, рискуют не учесть региональные факторы, способные либо усилить, либо компенсировать общие тенденции. Исследование показывает, что реакция океана на потепление климата сложна, и нам необходимо быть готовыми адаптироваться к изменяющимся условиям морской среды.