В предыдущем выпуске «Непознанного» мы рассказали о самой грандиозной и загадочной катастрофе в биоистории Земли — Массовом пермском вымирании примерно 250 миллионов лет назад. Его первопричина неизвестна, но началось вымирание всего и вся с падения уровня кислорода в атмосфере.
В прошедшем июле две независимые друг от друга группы ученых подтвердили, что нечто похожее происходит в новейшей истории с той разницей, что кислорода становится все меньше в водных экосистемах планеты. Одно исследование провели американские специалисты из Политехнического института Ренсселера, другое — интернациональная группа в составе 12 ученых, обобщивших результаты наблюдений с ХХ века. Их выводы опубликовали журналы Science Alert и Nature Ecology & Evolution.
Обе группы отмечают, что если атмосферный кислород жизненно важен для всех существ на суше, то этот же растворенный в воде газ имеет аналогичное значение для морских и пресноводных обитателей и растений. Дело не только в выживании последних, но также в том, что миллиарды людей полагаются на морскую и пресноводную среду как на источник питания и дохода. Все это под угрозой, пишут авторы Science Alert и Nature Ecology & Evolution.
По их мнению, роль растворенного в воде кислорода даже значительно выше, чем его присутствие в воздухе. Это доказывает соотношение удельного веса кислорода с другим важнейшим газом — азотом. В атмосфере усредненное соотношение кислорода к азоту составляет примерно 1 : 4 (менее 21 процента и около 80 процентов соответственно), а в воде — 1 : 2 за счет более сложного состава прежде всего морской воды.
Группа из 12 ученых обращает особое внимание на доклад Международного союза охраны природы и природных ресурсов (2019 год), сделанный на основе совместного исследования 67 ученых из 17 стран. Они установили, что с 1960 года к началу 2020-го уровень кислорода в Мировом океане снизился примерно на два процента. «Если вы считаете, что два процента — это небольшая потеря, то попробуйте взобраться на Эверест, по пути такая потеря покажется вам очень значительной», — комментировал доклад его редактор Дэн Лаффоли.
«Это одна из тенденций, которая не доносится до общественности, но сильно влияет на окружающую среду, — отметил Ким Кобб, климатолог и директор Программы глобальных изменений штата Джорджия. — Мы замечаем последствия этих изменений — например, они повлияли на массовое вымирание рыб на побережье океана в нескольких регионах США».
Свидетелями такого вымирания на просторах Мирового океана были не только практически все профессиональные рыбаки, но и опытные рыболовы-любители (в том числе подледного лова), хоть раз, да видевшие всплывшую кверху брюхом задохнувшуюся рыбу. В том числе на естественных пресноводных водоемах (реках и озерах) и искусственных водохранилищах, где, по данным американского Университета Санта-Круз, содержание кислорода упало с 1980 года, соответственно, на пять и 18 процентов.
Это явление ученые назвали «деоксигенацией». Команда из Политехнического института Ренсселера (США) обнаружила, что содержание кислорода в водах Земли снижается не только существенно, но и быстро. И эти ученые предлагают внести дезоксигенацию воды в список так называемых планетарных проблем. Ими пока считаются девять явлений: изменение климата, закисление океана, истощение озонового слоя, вмешательство в глобальные циклы фтора и азота, падение биоразнообразия, нерациональное использование пресной воды, изменение наземных биосистем, аэрозольная нагрузка, химическое загрязнение. По словам ведущего автора исследования Кевина Роуза, необходимо внести в этот перечень десятый пункт — утрату разжиженного кислорода. Ученые отмечают, что резкая утрата кислорода в земных водоемах имеет решающее значение для целостности экологических и социальных систем нашей планеты.
В отношении первопричины дезоксигенации воды, как и в случае с Массовым пермским вымиранием, единого мнения в науке нет. Ее представители ведут речь сразу о нескольких явлениях. Во-первых, более теплые океанические воды из-за потепления климата якобы не способны удерживать такое же количество кислорода, как прохладные. Во-вторых, растворенный кислород может быть истощен самой водной жизнью быстрее, чем он способен восстанавливаться в глобальном цикле. В-третьих, количество кислорода в воде может уменьшаться из-за увеличения разницы плотности между слоями водной толщи опять же из-за потепления.
В худшем сценарии для планеты количество кислорода истощится настолько, что живущие только при наличии кислорода существа и даже микробы начнут задыхаться, что вызовет новое массовое вымирание. В то же время популяции микробов, которым не нужен кислород, будут процветать, питаясь обилием мертвого органического материала. В результате запустится удушающий цикл — эвтофикация.
Но не все так плохо, как может показаться из публикаций в Science Alert и Nature Ecology & Evolution. Также в минувшем июле наука обнаружила неожиданный источник кислорода, о котором в сегодняшнем выпуске рубрики «Научпоп».