Южный океан является последним исследованным океаном. Расположенный в южном полушарии, это единственный океан, который не окружен континентами.
Антарктический континент на Южном полюсе – это земля науки, находящаяся под международной охраной Договора об Антарктике. Поэтому конфигурация этого океана противоположна конфигурации другого полярного океана – Северного Ледовитого океана, который окружен американским и евразийским континентами, а соседние страны осуществляют свой суверенитет над ним.
Антарктика и Южный океан не всегда были экстремальными природными условиями. Антарктика раньше была более умеренной, когда принадлежала Гондване, великому южному континенту. Почти 34 миллиона лет назад она постепенно отделилась от других континентов южного полушария, что позволило открыть проход Дрейка.
Южный океан стал гидрологически изолированным с более чем 4°C охлаждением поверхностных вод. Именно тогда должно было начаться образование морского льда. Наблюдения свидетельствуют о нескольких случаях охлаждения, вызвавших значительные изменения в фауне с исчезновением ряда видов.
Эти знания важны для понимания возможных последствий изменения климата для биоразнообразия, которое адаптировалось к экстремальным условиям в течение столь длительного периода времени. Поэтому необходимо провести оценку нынешнего состояния морского биоразнообразия Южного океана. Все имеющиеся знания о биоразнообразии собраны в недавнем биогеографическом атласе Южного океана.
На глобальном уровне биогеографию видов необходимо было установить путем изучения их потенциальных местообитаний с использованием инструментов статистического анализа и моделирования. Очевидно, что температура является одним из основных факторов, определяющих биогеографию этих видов.
Границы сред обитания в Южном океане
Определение океанических регионов начинается с анализа океанографических данных. Южный океан граничит на севере с Атлантическим, Индийским и Тихим океанами.
В Южном океане существует несколько крупных фронтов. Прежде всего, северной границей этого океана определен Субтропический фронт (СТФ). Направляясь на юг, встречаются Субантарктический фронт (САФ) и Антарктический полярный фронт (АПФ).
Субантарктическая зона простирается между СТФ и САФ, полярная фронтальная зона между АПФ и САФ и район Антарктики к югу от АПФ. Далее на юг другие фронты обозначают южную границу Антарктического циркумполярного течения.
Эти фронты нельзя рассматривать в качестве фиксированных барьеров, поскольку они варьируются в широтах в зависимости от сезонных климатических воздействий. Некоторые из этих фронтов являются местом интенсивного производства фитопланктона, вызывающего вторичное производство планктона.
Так обстоит дело в районе Субантарктических островов, которые обогащают окружающую среду железом и другими питательными веществами, полезными для роста фитопланктона. Район к югу от этих островов, между северной границей АПФ и границей сезонной ледовой зоны, находится под влиянием Антарктического циркумполярного течения, с постоянно открытым морем и без ледяного покрова. Это конкретная область, так как она характеризуется как регион с высокой концентрацией питательных веществ, но низкой концентрацией хлорофилла или фитопланктона.
Это можно объяснить отсутствием некоторых существенных элементов, таких как железо, которые ограничивают рост фитопланктона.
Хотя необходимо учитывать последствия экологических изменений, эта проблема должна быть быстро включена в программы управления экосистемами путем оценки территорий, подлежащих охране.
Однако сначала необходимо определить пределы Южного океана и причины такого исключительного характера его биоразнообразия.
Более половины Южного океана характеризуется сезонной ледовой зоной вокруг антарктического континента. Наибольшие концентрации хлорофилла наблюдаются в летний период.
Значительные изменения в протяженности, продолжительности и толщине морского льда наблюдались на Западном Антарктическом полуострове, где площадь морского льда за десятилетие сокращалась на 5-6 %. Однако эта тенденция не распространяется на весь континент, поскольку, напротив, в море Росса наблюдается увеличение на 4,5-5 %.
Морская ледовитость – не единственный фактор, который следует принимать во внимание.
Рядом с континентом ряд районов свободен от льда круглый год или периодически. Эти районы, называемые полыньями, часто расположены в прибрежной зоне, где рельеф и преобладающие ветры препятствуют накоплению морского льда. Полыньи играют важную роль в биологическом производстве, так как весной они пропускают свет в воду, в то время как прилегающие районы остаются в темноте.
Начало первичного производства наступает с появлением первых признаков весны, когда лед начинает ломаться, тем самым питая как пелагические, так и бентические экосистемы.
Южная часть Мирового океана максимально отдалена от любой промышленной или антропогенной деятельности. Тем не менее, за последние несколько замечены значительные изменения в экосистемах и местных видах.
В большинстве случаев эти нарушения связаны с последствиями деятельности человека, будь то косвенными (повышение температуры, изменение сезонности морского льда, последствия дыры в озоновом слое, подкисление) или прямыми (эксплуатация живых ресурсов рыбным промыслом). Масштабы этого влияния варьируются в зависимости от региона Южного океана.
Хотя в целом Южный океан в сознании ассоциируется с зоной, не страдающей от действий человечества, биогеографический атлас, в котором было идентифицировано более 9064 видов, показывает, что это, безусловно, не так. Предполагается, что наблюдаемые в настоящее время вмешательства изменяют функционирование этих экосистем и трофических сетей.
Это касается также изменения среды обитания пелагических и бентических видов, от первичных производителей до ведущих хищников, от прибрежных до глубоководных видов, от субантарктических районов, свободных от льда, до зон, покрытых морским льдом.
Известным примером является изменение ледового режима моря вокруг Антарктического полуострова, хотя изменения наблюдались при различной степени интенсивности по всему континенту. Тем не менее, этот лед необходим для завершения жизненного цикла многих видов, таких как антарктический криль, исключительная биомасса которого лежит в основе рациона многих хищников, включая птиц и морских млекопитающих.
Известно также, что айсберги или недавнее смещение крупных шельфовых ледников тоже оказывают значительное воздействие на бентические сообщества.
Наконец, субантарктические районы, расположенные на северной границе Южного океана, могут быть наиболее затронуты изменением климата.