Снижение содержания кислорода, растворенного в водах мирового океана, которое происходит в результате изменения климата, уже заметно в некоторых частях мира и станет еще более масштабным между 2030 и 2040 гг. Такие результаты были получены во время исследования, проведенного Национальным центром атмосферных исследований (National Center for Atmospheric Research, NCAR).
«Сокращение содержания кислорода в водах океана – одно из серьезных косвенных последствий глобального потепления и основная угроза для морских организмов», - сказал исследователь NCAR Мэтью Лонг (Matthew Long). «Так как концентрация кислорода в мировом океане колеблется в зависимости от изменения ветров и температуры у поверхности, было тяжело отнести какое-либо сокращение его содержания к изменению климата. Новое исследование показало, когда мы можем ожидать превышение влияния климатических изменений над естественными колебаниями».
Кислород поступает в весь океан – от его глубин до прибрежных вод – через поверхность: напрямую из атмосферы либо через фитопланктон, который производит кислород во время процесса фотосинтеза.
Нагревающиеся поверхностные воды, однако, поглощают меньше кислорода. Вдобавок к этому затрудняется процесс перемещения поглощенного кислорода на глубину. Это происходит в связи с тем, что вода, нагреваясь, расширяется и становится менее плотной; замедляется процесс смешивания воды.
Благодаря естественным процессам нагревания и охлаждения, концентрация кислорода у поверхности постоянно меняется – и это изменения могут затем годами или даже десятилетиями сохраняться в глубинах океана.
Например, необычно холодная зима в северной части Тихого океана позволит его поверхности поглотить большое количество кислорода. Благодаря естественной циркуляции этот кислород будет отнесен на глубину океана, где он может быть обнаружен годы спустя. С другой стороны, необычно жаркая погода может привести к образованию «мертвых» зон в океане, которые непригодны для жизни рыб и других морских организмов.
Учеными были использованы результаты проекта, которые представляли собой смоделированные на суперкомпьютере сценарии для периода с 1920 по 2100 гг. Каждая из более чем 20 моделей начиналась с незначительной вариации в температуре воздуха. По мере развертывания модели, росли и эти вариации. Была получена подборка климатических моделей, которые пригодились для исследования вариаций и изменений. Ученые смогли оценить, насколько концентрации кислорода могли меняться по естественным причинам в прошлом. Обладая этой информацией, они смогли определить, в какой момент снижение кислорода в водах океана будет в большей мере обусловлено изменением климата, чем естественными причинами.
Команда исследователей определила, что подобное уже наблюдается в южной части Индийского океана и в некоторых частях восточной тропической зоны бассейнов Тихого и Атлантического океанов. Также было установлено, что более широкое распространение зон с низкой концентрацией кислорода можно будет обнаружить между 2030 и 2040 гг. Тем не менее, в некоторых частях океана подобный процесс не будет наблюдаться вплоть до 2100 года.
Используя тот же набор данных, учеными были составлены карты, отображающие уровни содержания кислорода в воде. Было возможно различить естественные циклы и циклы, испытывающие влияние изменения климата.
Карты также могут послужить полезным ресурсом для определения мест наилучшей дислокации оборудования для мониторинга содержания кислорода в водах океана, чтобы получить лучшую картинку влияния климатических изменений.
«Нам необходимы всеобъемлющие и систематические наблюдения за процессами, происходящими в океане для сравнения с результатами, которые мы получили в наших моделях, чтобы в полной мере понять влияние меняющегося климата», - сказал Лонг.
