З узбережжя Тихий океан здається безмежним і спокійним. Проте під його поверхнею хімія води змінюється надзвичайно швидко. Нове дослідження попереджає, що кислотність океану небезпечно зростає уздовж західного узбережжя Північної Америки. Каліфорнійська течія та затока Саліш змінюються швидше, ніж очікували вчені, і ці зміни можуть кардинально вплинути на морське життя та людей, які від нього залежать.
Швидка зміна кислотності океану
Океани поглинають майже третину вуглекислого газу, що викидається в атмосферу. У глобальному масштабі це зробило морську воду приблизно на 30% більш кислою з часів промислової революції. Але прибережні зони, такі як Каліфорнійська течія, показують ще гостріший ефект. Ці води вже містять багато природного вуглекислого газу, а коли до нього додаються людські викиди, хімія океану реагує ще сильніше.
«Це належить до категорії дійсно важливих записів, які демонструють, як світ змінився за людської епохи», — зазначив Алекс Ганьйон, професор океанографії Вашингтонського університету.
За даними дослідження, морська вода у затоці Саліш та Каліфорнійській течії закислюється швидше, ніж атмосфера. Причина цього — термодинамічний ефект: чим більше океан поглинає вуглецю, тим менше його здатність протистояти подальшому підвищенню кислотності. Кожна нова молекула вуглекислого газу впливає сильніше, ніж попередня.
Корали як хроніки історії
Щоб зрозуміти, як відбувалися ці зміни, вчені використали корали як природні архіви. Було досліджено холодноводний вид Balanophyllia elegans, або оранжеву чашкову коралу, який записує хімію океану у своєму скелеті. Зразки, взяті між 1888 та 1932 роками, порівнювали з новими, зібраними на тих самих ділянках у 2020 році.
Результати були однозначними: концентрація вуглекислого газу у воді зросла приблизно на 172 мікроатмосфери, хоча в атмосфері зростання склало лише 120 частин на мільйон. Це означає, що хімія океану змінилася швидше, ніж повітря над ним.
«Ці результати стосуються не лише морських екосистем, а й усіх людей, які від них залежать», — зазначила провідна авторка дослідження Мері Маргарет Столл, аспірантка UW.
Кислотність у глибоких шарах океану
Найбільші зміни спостерігалися у глибших шарах океану. Нижче 100 метрів рівень вуглекислого газу зріс на 50% більше, ніж у повітрі. Ці глибини, де вода піднімається вгору, тепер несуть більше кислотності та менше буферної здатності.
Само піднімання води (апвелінг) майже не змінилося за століття. Швидкість і сезонність течії змінились незначно. Проблема криється в хімії води: вуглецево насичена вода посилює ефект кожного нового викиду. Такий зворотний зв’язок скорочує час для адаптації.
«Ніхто не мав вимірювань кислотності старших за кілька десятиліть», — зазначив Ганьйон. «Нам довелося повертатися у часі й проводити детективну роботу, щоб витягти якийсь хімічний сигнал і показати цей невтішний ефект посилення».
Океани стоять перед серйозними змінами
Моделювання прогнозує похмуру перспективу, якщо викиди залишаться високими. До 2100 року кислотність у Каліфорнійській течії може перевищувати атмосферний вуглець на 60% на глибинах 100–150 метрів. Рівень pH може знизитися на 0,3, а мінерали, необхідні морським організмам для створення раковин, розчинятимуться швидше, ніж формуватимуться.
Краб Dungeness, найприбутковіший промисел Тихого океану, може рости повільніше й мати вищу смертність на ранніх стадіях життя. Інші види, важливі для прибережної харчової мережі, також будуть страждати через погіршення умов.
«Зміни в хімії океану були надзвичайно драматичними», — зазначила Столл. «Затока Саліш — регіон із численними культурними, комерційними та рекреаційними зв’язками з морськими організмами, всі вони залежать від здоров’я цих екосистем».
Вибір людей ще має значення
Попри тривожні дані, Ганьйон не втрачає надії. «Це не час для нігілізму. Океан ще не зруйновано», — сказав він. «Як одні з найбільших на душу населення джерел викидів, ми маємо силу змінювати свої викиди та впливати на стан океанів».
Зменшення викидів зараз може сповільнити темпи закислення. Захист прибережних екосистем дає час для адаптації. Каліфорнійська течія із своїми швидкими змінами показує майбутнє світового океану — і людство ще може вплинути на нього.
«Це надзвичайно важливий регіон для досліджень», — сказала Столл. «Він знаходиться на передовій впливу закислення океану і дає уявлення про умови, очікувані для решти океану в найближчі десятиліття».
Океан ще бореться за свій баланс. Чи вдасться йому зберегти його, залежить від того, наскільки швидко ми діятимемо для його захисту.
Дослідження опубліковане у журналі Nature Communications.