Согласно новому исследованию, к 2080 году около 70% мировых океанов могут задохнуться от нехватки кислорода в результате изменения климата, что может повлиять на морские экосистемы во всем мире. Новые модели обнаруживают, что срединные океанские глубины, которые поддерживают многие рыбные промыслы во всем мире, уже теряют кислород с неестественной скоростью и преодолели критический порог потери кислорода в 2021 году.

Океаны переносят растворенный кислород в виде газа, и, как и наземные животные, водные животные нуждаются в этом кислороде для дыхания. Но поскольку океаны нагреваются из-за изменения климата , их вода может содержать меньше кислорода. Ученые отслеживают неуклонное снижение содержания кислорода в океанах в течение многих лет, но новое исследование дает новые, насущные причины для беспокойства раньше, чем позже.

Новое исследование является первым, в котором используются климатические модели для прогнозирования того, как и когда деоксигенация, то есть снижение содержания растворенного кислорода в воде, будет происходить во всем мировом океане за пределами его естественной изменчивости.

Он обнаружил, что в 2021 году началось значительное, потенциально необратимое снижение содержания кислорода в средних глубинах океана, которое поддерживает большую часть промысловых видов в мире, что, вероятно, повлияет на рыболовство во всем мире. Новые модели предсказывают, что к 2080 году деоксигенация начнет затрагивать все зоны океана.

Результаты были опубликованы в журнале Geophysical Research Letters , который публикует высокоэффективные короткие отчеты с непосредственными последствиями, охватывающими все науки о Земле и космосе.

Новое исследование показало, что средние глубины океана (от 200 до 1000 метров), называемые мезопелагическими зонами, станут первыми зонами, которые потеряют значительное количество кислорода из-за изменения климата. В глобальном масштабе мезопелагическая зона является домом для многих коммерчески вылавливаемых в мире видов, что делает новую находку потенциальным предвестником экономических трудностей, нехватки морепродуктов и нарушения окружающей среды.

Повышение температуры приводит к более теплым водам, которые могут содержать меньше растворенного кислорода, что создает меньшую циркуляцию между слоями океана. Средний слой океана особенно уязвим для дезоксигенации, потому что он не обогащается кислородом атмосферой и фотосинтезом, как верхний слой, и в этом слое происходит наибольшее разложение водорослей — процесс, который потребляет кислород.

«Эта зона на самом деле очень важна для нас, потому что в ней обитает много промысловой рыбы », — говорит Юнтао Чжоу, океанограф из Шанхайского университета Цзяо Тонг и ведущий автор исследования. «Деоксигенация влияет и на другие морские ресурсы, но рыболовство, возможно, больше всего связано с нашей повседневной жизнью».

«Новые результаты вызывают глубокую обеспокоенность и подчеркивают необходимость принятия конструктивных мер по смягчению последствий изменения климата», — говорит Мэтью Лонг, океанограф из NCAR, не участвовавший в исследовании.

«Человечество в настоящее время меняет метаболическое состояние крупнейшей экосистемы на планете с действительно неизвестными последствиями для морских экосистем », — сказал он. «Это может проявиться в значительном воздействии на способность океана поддерживать важный промысел».

Оценка уязвимости

Исследователи определили начало процесса дезоксигенации в трех зонах глубины океана — мелкой, средней и глубокой — путем моделирования, когда потеря кислорода из воды превышает естественные колебания уровня кислорода. Исследование предсказало, когда произойдет деоксигенация в глобальных океанских бассейнах, используя данные двух моделей моделирования климата: одна представляет сценарий с высокими выбросами, а другая представляет сценарий с низкими выбросами.

В обоих моделях мезопелагическая зона теряла кислород с наибольшей скоростью и на самой большой площади мирового океана, хотя в сценарии с низким уровнем выбросов этот процесс начинается примерно на 20 лет позже. Это указывает на то, что сокращение выбросов двуокиси углерода и других парниковых газов может помочь отсрочить деградацию глобальной морской среды.

Исследователи также обнаружили, что океаны ближе к полюсам, такие как западная и северная части Тихого океана и южные океаны, особенно уязвимы для деоксигенации. Они еще не уверены, почему, хотя виновником может быть ускоренное потепление. По словам Чжоу, районы в тропиках, известные низким уровнем растворенного кислорода, называемые зонами кислородного минимума, также расширяются.

«Зоны минимума кислорода на самом деле распространяются в области высоких широт, как на север, так и на юг. Это то, чему нам нужно уделять больше внимания», — говорит она. Даже если глобальное потепление обратится вспять, что приведет к увеличению концентрации растворенного кислорода, «вернется ли растворенный кислород к доиндустриальным уровням, остается неизвестным».