Мировой океан окрасится в более яркие цвета к концу текущего столетия из-за бурного роста сине-зеленых водорослей и других форм фитопланктона. Рост будет спровоцирован глобальным потеплением.
«Эти изменения не будут хорошо заметны для невооруженного глаза, и в целом океан будет выглядеть так же, как сегодня — его воды будут пронзительно синими в субтропиках, и ярко-зелеными у экватора и полюсов. С другой стороны, небольших изменения в его цвете очень сильно повлияют на все цепи питания», — рассказывает Стефания Даткевич (Stephanie Dutkiewicz) из Массачусетского технологического института (США).
Цветение воды вызывают бурые или сине-зеленые водоросли, обитающие как в пресных озерах и водохранилищах, так и в морской воде. При взрывном росте количества цианобактерий и бурых водорослей в воде возникают обширные пятна, которые могут представлять угрозу для здоровья людей и животных из-за токсинов, которые водоросли выделяют в воду, расчищая себе «жизненное пространство».
Считается, что изменение климата и, в частности, рост температуры воды, будет способствовать учащению цветения водорослей, однако все климатические последствия этих пятен пока неизвестны. Первые проявления этого феномена у берегов США уже привели к массовой гибели рыбы, птиц и животных, отравленных «кислотой зомби», выделяемой фитопланктоном.
Даткевич и ее коллеги заинтересовались более глобальным вопросом — как массовое цветение водорослей повлияет на облик океана в будущем и на то, как солнечный свет будет проникать в его глубины, питая других одноклеточных представителей фитопланктона.
Они попытались дать ответ на этот вопрос, создав модель океана, которая включала в себя и его оптические свойства, и то, как на них влияет биосфера. Используя эти наборы формул, ученые просчитали то, как его воды будут выглядеть, если смотреть на них при помощи климатических спутников, наблюдающих за концентрацией хлорофилла в воде.
Этот пигмент, как объясняют ученые, считается одним из главных компонентов типичного «океанического» цвета воды, окрашенной в зеленоватый или ярко-синий цвет у экватора и в тропиках. Различия в окраске, как объясняет Даткевич, связаны с тем, что количество фитопланктона в разных широтах сильно отличается — его меньше в тропиках и больше в низких и высоких широтах.
Повышение температуры, приток или отток нутриентов, изменения в характере движения течений и прочие климатические сдвиги могут сильно изменить видовой состав или численность водорослей. Это, в свою очередь, поменяет количество хлорофилла в воде и ее окраску.
Руководствуясь этой идеей, ученые просчитали то, как поменяется облик океана в ближайшие сто лет. Как показали их расчеты, цвет примерно половины его уголков заметно изменится к 2100 году, что повлечет за собой резкие сдвиги и в экосистемах.
В целом, все эти изменения выразятся в том, что океан станет более контрастным и «ярким» — число нутриентов и водорослей в тропиках уменьшится и их воды станут более синими, а количество планктона в приполярных и экваториальных водах вырастет.
Эти изменения, по словам Даткевич, уже начали происходить в океане, что стало большой неожиданностью для ее команды. Изначально ученые считали, что первые сдвиги в экосистемах океанов произойдут не раньше второй половины столетия.
Дальнейшие наблюдения за сдвигами в окраске вод в тропиках и у экватора, как надеются исследователи, помогут оценить реальную скорость этих изменений и то, как они влияют на экосистемы океана.