Ученые: атмосферный углерод может сделать озера более кислыми

Прочитано: 99 раз(а)


Великие озера многое пережили за прошедшее столетие, от гигантских водорослей до инвазивных мидий и кровососущих морских миног, которые почти уничтожили популяции рыб.

Теперь еще одна опасность: они и другие большие озера по всему миру могут стать более кислыми, что может сделать их менее гостеприимными для некоторых рыб и растений.

Ученые строят сенсорную сеть, чтобы отслеживать тенденции в химическом составе воды озера Гурон. Это первый шаг к долгожданной системе, которая будет отслеживать углекислый газ и рН во всех пяти Великих озерах в течение нескольких лет, сказал соруководитель проекта Рейган Эррера из Национального управления океанических и атмосферных исследований.

«Если вы измените что-то химически, вы измените то, как вещи ведут себя и работают, включая пищевую сеть», — сказал Эррера, эколог -исследователь из Лаборатории экологических исследований Великих озер NOAA в Анн-Арборе, штат Мичиган.

«Означает ли это, что вашей любимой рыбы больше не будет? Мы этого не знаем, но мы знаем, что все изменится. Может быть, где и когда они нерестятся, где находятся, чем питаются».

Океаны становятся более кислыми, поскольку они поглощают углекислый газ, который человеческая деятельность выбрасывает в атмосферу, что является основной причиной изменения климата. Окисление угрожает коралловым рифам и другим морским обитателям.

Исследования, основанные на компьютерных моделях, предполагают, что то же самое может происходить и в больших пресноводных системах. Но немногие программы проводят долгосрочный мониторинг, чтобы выяснить или исследовать волновые экологические эффекты.

«Это не означает, что плавать в воде будет небезопасно. Это не значит, что мы делаем суперкислотную аккумуляторную жидкость», — сказал Гален МакКинли, профессор экологических наук Колумбийского университета. «Мы говорим о долгосрочных изменениях в окружающей среде, которые для человека были бы незаметны».

Исследование четырех немецких водоемов, проведенное в 2018 году, показало, что их уровень pH снижался, приближаясь к кислотности, за 35 лет в три раза быстрее, чем в океанах со времен промышленной революции.

Исследователи говорят, что к 2100 году кислотность Великих озер может приблизиться к той же скорости, что и в океанах. Данные проекта на озере Гурон помогут определить, верны ли они.

Два датчика были прикреплены к плавучему метеорологическому бую в Национальном морском заповеднике Тандер-Бей недалеко от Алпены, штат Мичиган. Один измеряет давление углекислого газа в толще воды, а другой – pH. Кроме того, бригады собирают пробы воды на разной глубине в пределах 4300 квадратных миль (11 137 квадратных километров) для химического анализа .

По словам Стефани Гандуллы, координатора по защите ресурсов заповедника и соруководителя исследования, помимо разрушения водной жизни и среды обитания, подкисление может привести к ухудшению состояния сотен деревянных обломков кораблей, которые, как считается, лежат на дне.

По словам Эрреры, планируются другие станции мониторинга и места отбора проб. Цель состоит в том, чтобы провести базовые измерения, а затем посмотреть, как они меняются со временем.

По ее словам, также необходимы данные по озерам Эри, Мичиган, Онтарио и Верхнее. Все они являются частью крупнейшей в мире поверхностной пресноводной системы, но имеют различные характеристики, включая химический состав воды, питательные вещества и другие условия, необходимые для здоровых биологических сообществ.

Подкисление из-за перегрузки углекислым газом в атмосфере отличается от кислотных дождей, вызванных двуокисью серы и оксидами азота в результате сжигания ископаемого топлива для производства или производства электроэнергии.

Хотя кислотные дожди более сильны, они покрывают относительно небольшие площади, и их можно уменьшить с помощью скрубберного оборудования, как того требует Закон США о чистом воздухе. Но эффект подкисления, связанный с углеродом, распространяется по всему миру и потенциально более опасен, потому что нет простого или быстрого решения.

«Единственное решение — это глобальное решение», — сказал МакКинли. «Все сокращают свои выбросы».

По ее словам, независимо от того, насколько хорошо страны справятся с этим, большие озера, вероятно, будут продолжать закисляться, поскольку они поглощают углекислый газ, уже находящийся в атмосфере, а также стоки насыщенной углеродом воды с суши.

Менее определенно влияние на экосистемы, хотя первоначальные исследования вызвали опасения.

Основываясь на лабораторных тестах, ученые, задокументировавшие резкий рост кислотности в немецких водоемах, обнаружили, что это может представлять опасность для водяных блох, препятствуя защите от хищников. Крошечные ракообразные являются важной пищей для амфибий и рыб.

Ученые на Тайване экспериментировали с китайскими мохнатыми крабами, азиатским деликатесом, но в других местах инвазивным видом. Согласно прошлогоднему отчету, повышение кислотности воды в лабораторных резервуарах до прогнозируемого уровня 2100 более чем в три раза увеличило их смертность.

Другие исследования показали, что подкисление пресной воды вредит развитию и росту молоди горбуши, также известной как горбуша, важного вида коммерческого и спортивного рыболовства на Аляске и северо-западе Тихого океана.

Но неизвестно, насколько большими станут такие проблемы, говорит Эмили Стэнли, профессор экологии пресной воды Университета Висконсина.

«Честно говоря, я не считаю, что мы, ученые, изучающие озера, должны волноваться по этому поводу», — сказал Стэнли. «Существует так много других проблем, с которыми сталкиваются озера, которые являются более крупными и более непосредственными», такими как инвазивные виды и вредные водоросли.

По ее словам, многие озера выделяют больше углекислого газа, чем поглощают. Но другие ученые говорят, что даже они могут закисляться, потому что их отток замедляется по мере роста концентрации в атмосфере.

В любом случае, отслеживание уровня углекислого газа в озерах — хорошая идея, потому что это соединение имеет основополагающее значение для процессов, включая фотосинтез, который водоросли и другие водные растения используют для производства пищи, сказал Стэнли.

Ключевым вопросом является влияние подкисления CO 2 на микроскопические растения, называемые фитопланктоном, говорит Бет Штауффер, биолог из Университета Луизианы в Лафайете, изучающая ситуацию вокруг устьев рек, где встречаются пресные и океанские воды.

Исследования показывают, что некоторые из самых мелких видов фитопланктона могут процветать в кислых водах, в то время как более крупные виды, более питательные для рыб, исчезают.

«Это как зайти в буфет, и вместо салат-бара и жареной индейки у вас есть только Skittles», — сказал Штауффер.

«Особый интерес для Великих озер представляют мидии-квагга », — сказал Харви Бутсма, исследователь озер из Университета Висконсин-Милуоки. Плодовитые захватчики оттеснили в сторону других пожирателей планктона и подпитывают досаждающие водоросли. Подкисление может ослабить раковины карбоната кальция квагги, как это происходит с морскими мидиями и моллюсками.

Но вряд ли это луч надежды, сказал Эррера. Та же участь может постичь местных мидий, за защиту которых борются защитники природы.

По ее словам, потенциальные потрясения в пресноводных экосистемах являются одним из многих примеров далеко идущих последствий глобального потепления.

«Эти парниковые газы, которые мы выбрасываем в атмосферу, должны куда-то деваться», — сказал Эррера. «Океаны и большие пресноводные водоемы — это то, куда они направляются, и в результате происходит закисление».

Ученые: атмосферный углерод может сделать озера более кислыми



Новости партнеров