Российские ученые открыли новый механизм закисления вод в Северном Ледовитом океане
Ученые обнаружили в Северном Ледовитом океане уникальный механизм закисления океанической воды: в результате таяния вечной мерзлоты, древнее органическое вещество попадает в океан в форме двуокиси углерода, которая при растворении в морской воде образует слабую кислоту, закисление также усиливается из-за опресняющего влияния речной воды из сибирских рек. Об этом рассказал корр. ТАСС руководитель данного исследования, доктор географических наук Игорь Семилетов.
"В результате более чем десятилетней работы мы установили, что на Восточно-Сибирском шельфе в Северном Ледовитом океане действует механизм закисления воды, отличный от того, что изменяет кислотность воды в других районах Мирового океана. Ученые предполагали возможность существования такого механизма, но доказать четкую связь между потеплением, таянием мерзлоты, увеличением речного стока и закислением шельфовых вод удалось только нашей группе", - рассказал Семилетов, первый автор статьи, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
Чем опасна повышенная кислотность в океане
Повышение кислотности вод мирового океана прежде всего опасно тем, что подкисленная вода растворяет кальций, который содержится в скелетах, раковинах и панцирях морских организмов; в тропических морях подкисленная вода является основным фактором, угрожающим коралловым рифам, состоящим из соединений кальция, и их обитателям.
Кислотность вод мирового океана за последнее столетие значительно возросла, предположительно, за счет растворения в морской воде углекислого газа, попавшего в атмосферу в результате промышленной деятельности человека. "За годы индустриальной революции с конца XIX века, кислотность вод мирового океана возросла примерно на 30%", - объясняет ученый.
Особенности Ледовитого океана
Северный Ледовитый океан поглощает углекислый газ активнее других океанов, потому что он самый холодный из них - при низких температурах углекислый газ лучше растворяется в воде. Кроме того, это единственный океан, окруженный вечной мерзлотой, которая активно деградирует.
Количество углерода в виде органического вещества в мерзлоте суши, окружающей Северный Ледовитый океан, огромно - во много раз больше объема углекислоты в атмосфере. Из-за потепления в Арктике мерзлота тает, высвобождая древнее органическое вещество, которое вовлекается в современный цикл углерода.
"Тем не менее, биогеохимические последствия таяния мерзлоты, связанные с закислением шельфовых вод Северного Ледовитого океана, до настоящего времени изучены не были. Считалось, что механизм закисления вод в Ледовитом океане тот же, что и в других регионах Мирового океана: поглощение углекислоты из атмосферы. Однако такие выводы были сделаны без учета процессов, происходящих на Восточно-Сибирском шельфе, данные по которому отсутствовали", - пояснил Семилетов.
Опасность для Северного Ледовитого океана
Вода повышенной кислотности из Восточно-Сибирского шельфа поступает в глубокую часть Северного Ледовитого океана, создавая опасность для всей его экосистемы. Она не только растворяет кальций-содержащие панцири и скелеты морских организмов, но и нарушает баланс в пищевых цепях, определяющих продуктивность биоты Северного Ледовитого океана. По мере дальнейшего роста температур в Арктическом регионе, скорость таяния мерзлоты будет нарастать, а сток рек - увеличиваться; это означает, что в воды Северного Ледовитого океана будет попадать еще больше углекислоты. В конечном итоге это может привести к тому, что значительная часть Северного Ледовитого океана станет источником углекислого газа для атмосферы планеты, в то время как до настоящего времени этот океан считался главным "стоком" для избыточного атмосферного углекислого газа.
"В долговременной перспективе выявленный нами механизм аномального закисления вод Восточно-Сибирского шельфа приведет к распространению закисленных вод на значительную часть Северного Ледовитого океана. В экологическом плане это проблема номер один, поскольку арктическая экосистема является наиболее хрупкой и чувствительной к любому дисбалансу экосистемой планеты", - считает ученый.
"Я бы хотел подчеркнуть, что в изучении процессов, связанных в деградацией вечной мерзлоты в Арктическом регионе, российские ученые неизменно лидируют, и данная работа - одно из подтверждений этого лидерства. В первую очередь, следует отметить Лабораторию арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения Российской Академии наук, и Международную Лабораторию углерода арктических морей Томского политехнического университета. С другой стороны, эта работа была бы невозможна без объединения усилий российских ученых с учеными мирового научного сообщества. На разных этапах исследования в нем участвовали ученые из Университета Аляска, Фэрбанкс (США), Стокгольмского университета и Университета Гетеборг (Швеция)", - пояснил Семилетов.
Различные этапы данного исследования были проведены при поддержке Дальневосточного отделения Российской академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований, Министерства науки и образования, и Российского научного фонда.
Екатерина Боровикова
"В результате более чем десятилетней работы мы установили, что на Восточно-Сибирском шельфе в Северном Ледовитом океане действует механизм закисления воды, отличный от того, что изменяет кислотность воды в других районах Мирового океана. Ученые предполагали возможность существования такого механизма, но доказать четкую связь между потеплением, таянием мерзлоты, увеличением речного стока и закислением шельфовых вод удалось только нашей группе", - рассказал Семилетов, первый автор статьи, опубликованной в журнале Nature Geoscience.
Чем опасна повышенная кислотность в океане
Повышение кислотности вод мирового океана прежде всего опасно тем, что подкисленная вода растворяет кальций, который содержится в скелетах, раковинах и панцирях морских организмов; в тропических морях подкисленная вода является основным фактором, угрожающим коралловым рифам, состоящим из соединений кальция, и их обитателям.
Кислотность вод мирового океана за последнее столетие значительно возросла, предположительно, за счет растворения в морской воде углекислого газа, попавшего в атмосферу в результате промышленной деятельности человека. "За годы индустриальной революции с конца XIX века, кислотность вод мирового океана возросла примерно на 30%", - объясняет ученый.
Особенности Ледовитого океана
Северный Ледовитый океан поглощает углекислый газ активнее других океанов, потому что он самый холодный из них - при низких температурах углекислый газ лучше растворяется в воде. Кроме того, это единственный океан, окруженный вечной мерзлотой, которая активно деградирует.
Количество углерода в виде органического вещества в мерзлоте суши, окружающей Северный Ледовитый океан, огромно - во много раз больше объема углекислоты в атмосфере. Из-за потепления в Арктике мерзлота тает, высвобождая древнее органическое вещество, которое вовлекается в современный цикл углерода.
"Тем не менее, биогеохимические последствия таяния мерзлоты, связанные с закислением шельфовых вод Северного Ледовитого океана, до настоящего времени изучены не были. Считалось, что механизм закисления вод в Ледовитом океане тот же, что и в других регионах Мирового океана: поглощение углекислоты из атмосферы. Однако такие выводы были сделаны без учета процессов, происходящих на Восточно-Сибирском шельфе, данные по которому отсутствовали", - пояснил Семилетов.
Опасность для Северного Ледовитого океана
Вода повышенной кислотности из Восточно-Сибирского шельфа поступает в глубокую часть Северного Ледовитого океана, создавая опасность для всей его экосистемы. Она не только растворяет кальций-содержащие панцири и скелеты морских организмов, но и нарушает баланс в пищевых цепях, определяющих продуктивность биоты Северного Ледовитого океана. По мере дальнейшего роста температур в Арктическом регионе, скорость таяния мерзлоты будет нарастать, а сток рек - увеличиваться; это означает, что в воды Северного Ледовитого океана будет попадать еще больше углекислоты. В конечном итоге это может привести к тому, что значительная часть Северного Ледовитого океана станет источником углекислого газа для атмосферы планеты, в то время как до настоящего времени этот океан считался главным "стоком" для избыточного атмосферного углекислого газа.
"В долговременной перспективе выявленный нами механизм аномального закисления вод Восточно-Сибирского шельфа приведет к распространению закисленных вод на значительную часть Северного Ледовитого океана. В экологическом плане это проблема номер один, поскольку арктическая экосистема является наиболее хрупкой и чувствительной к любому дисбалансу экосистемой планеты", - считает ученый.
"Я бы хотел подчеркнуть, что в изучении процессов, связанных в деградацией вечной мерзлоты в Арктическом регионе, российские ученые неизменно лидируют, и данная работа - одно из подтверждений этого лидерства. В первую очередь, следует отметить Лабораторию арктических исследований Тихоокеанского океанологического института Дальневосточного отделения Российской Академии наук, и Международную Лабораторию углерода арктических морей Томского политехнического университета. С другой стороны, эта работа была бы невозможна без объединения усилий российских ученых с учеными мирового научного сообщества. На разных этапах исследования в нем участвовали ученые из Университета Аляска, Фэрбанкс (США), Стокгольмского университета и Университета Гетеборг (Швеция)", - пояснил Семилетов.
Различные этапы данного исследования были проведены при поддержке Дальневосточного отделения Российской академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований, Министерства науки и образования, и Российского научного фонда.
Екатерина Боровикова