Дослідники проаналізували шаруваті морські відкладення у субарктичній частині Тихого океану, що охоплюють останні 1,2 мільйони років. Виявилося, що події зменшення кисню у водах регіону були пов’язані з міжльодовиковим потеплінням клімату, високим рівнем моря, росту фітопланктону та посиленим транспортуванням заліза, але не зі звільненням моря і суші від льодовиків. Стаття про це надрукована у журналі Science Advances.
Michael Behrens / Unsplash
Що відомо про ділянки з низьким рівнем кисню у океанах?
У океанах існують зони, що мають надзвичайно низькі концентрації кисню (менше 0,5 мілілітрів на літр). Хоча такі ділянки порівняно рідко зустрічаються в сучасних водах, зазвичай вони трапляються в прибережних районах з апвелінгом (підйомом води з глибин у верхні шари) та швидким ростом фітопланктону, у закритих басейнах та в ділянках, куди впадають сільськогосподарські стоки. Площа зон мінімального кисню в північній частині Тихого океану є найбільшою через слабку циркуляцію, бідні на кисень джерела води та високі показники продуктивності фітопланктону, що споживає кисень. Морські відкладення за останній льодовиковий цикл демонструють, що такі ділянки по всій північній частині Тихого океану посилювалися під час минулих потеплень.
Рівні розчиненого кисню в Тихому океані та Беринговому морі. Karla P. Knudson et al.
У результаті потепління, викликаного діяльністю людини, та надходження поживних речовин, вміст розчиненого кисню у відкритому океані за останні 50 років зменшився приблизно на 2%, причому найбільші скорочення спостерігаються у північній та екваторіальній частині Тихого океану. Чи може така тенденція призвести до раптової гіпоксії, невідомо. Моделювання прогнозують зниження глобального кисню в океані на 1–7% до 2100 року внаслідок зниження розчинності та конвекції, спричинених потеплінням. Давні свідчення таких подій в минулому можуть допомогти вченим краще зрозуміти механізми та умови середовища, що відповідають за втрату кисню. Зменшення його концентрації суттєво впливає на біорізноманіття, харчові мережі та рибальство, окислення океану, біогеохімічний цикл важливих поживних речовин та виділення сильного парникового газу оксиду азоту.
Що досліджували вчені?
Шаруваті відкладення вказують на події гіпоксії, оскільки такі дрібні структури можуть утворюватися лише в тому випадку, якщо концентрація кисню у водах сягнула нижче за межу, щоб підтримувати макрофауну (менше 0,1 мілілітрів кисню на літр). Збереження таких структур виявлено у відкладах останньої дегляціації, тобто звільнення суші та моря від льодовиків ( від 10 до 18 тисяч років тому) біля кількох тихоокеанських узбереж. Дослідники проаналізували шаруваті відкладення в Беринговому морі у записі за останні 1,2 мільйони років.
Про що вони дізналися?
Дослідники виявили 27 інтервалів шаруватих відкладень, які не трапляються через однакові часові інтервали і коливаються від одиночних подій, що тривали менше тисячі років, до довготривалих гіпоксичних станів, які зберігаються майже 40 тисяч років. Майже всі з вивчених інтервалів були пов'язані лише з міжльодовиковим та проміжним кліматом, жоден не був пов'язаний виключно з льодовиковим періодом, однак не були пов’язані виключно з дегляціацією. Таким чином, збільшення талої води у океані, характерні для дегляціації, навряд чи можуть пояснити більшість подій зменшення кисню. Дослідники вважають, що різке потепління могло статися під час інших фонових станів, крім дегляціацій. Тож різке міжльодовикове потепління могло слугувати пусковим механізмом для гіпоксичних подій. Крім того, науковці визначили, що підвищений зріст фітопланктону та подальший посилений експорт органічної речовини і використання кисню відігравали головну роль у створенні гіпоксії протягом усього плейстоцену. Високий рівень моря та зміни циркуляції океану сприяли тому, що розчинене залізо із континентальних шельфів транспортувалося у відкритий океан, сприяючи інтенсивному росту фітопланктону.