Большая корифена — один из видов рыб, которые должны погибнуть в ближайшем будущем от удушья... или, напротив, начать процветать от дополнительного притока кислорода? К концу текста мы узнаем ответ на этот вопрос
/ ©Evan Davis
На протяжении многих лет утверждалось, что вмешательство человека вскоре приведет к резкому «обескислороживанию» земных морей и последующей гибелью множества видов. Незавидная перспектива, если учесть, что и на суше тогда вымираний явно не избежать. Новая научная работа показывает, что, напротив, именно человеческое вмешательство может привести к росту содержания кислорода в мировом океане. Почему же вдруг минус сменился на плюс? Naked Science решил разобраться в деталях.
Если мы достанем из холодильника бутылку минеральной воды и оставим ее в теплой комнате, то при последующем открытии бутылки из нее начнет бурно выходить газ (попутно захватывая с собой иногда и часть жидкости). Это банальная физика: чем теплее, тем растворимость газов в жидкости меньше и тем больше они «рвутся» из нее вовне.
Ровно то же самое должно происходить (и происходит) в современном океане. В тропических широтах в морской воде растворено намного меньше кислорода и углекислого газа, чем в приполярных широтах. Между тем рыбы должны чем-то дышать: если кислорода в воде будет мало, жить им станет гораздо труднее.
Неудивительно, что в 2022 году в журнале Science вышла громкая статья: антропогенные выбросы СО2 приведут к вымиранию морских видов, причем колоссальному, невиданному со времен исчезновения зубастых динозавров. Все очень логично: углекислый газ ведет к разогреву планеты — со средних +14 до +15 за 1970-2020 годы, а разогрев ведет к снижению растворимости кислорода в океане.
«Агрессивное и быстрое уменьшение выбросов парниковых газов критически необходимо, чтобы избежать большого, массового вымирания океанских видов», — недвусмысленно заявил Кертис Дойч, старший автор той нашумевшей работы. Попросту говоря, их ждет массовая смерть от удушья.
Почему это важно? По двум причинам. Вот первая: в реальном мире выбросы парниковых газов не то что не уменьшаются, но и быстро растут (вслед за сжиганием топлива). В 1960-х СО2 в атмосфере прибавлялось на 0,8 части на миллион в год, в 1980-х — на 1,4, в нулевых — на 2,0, а сейчас уже на 2,4 части в год. Попросту говоря, большое и массовое вымирание океанских видов выглядит абсолютно неизбежным. Ибо шансы на требуемое Дойчем сокращение, честно говоря, равны нулю.
И вторая причина: массовое вымирание в море автоматически означает крупное вымирание на суше. В истории Земли пока просто не было случаев, чтобы одно случалось без другого. Это тревожный знак: людям в случае массового вымирания придется несладко.
Мы не видим слона в маленькой комнате?
Ясная и понятная картина, однако, вызвала у ряда ученых вопрос. Антропогенные выбросы обещают 2-3 градуса потепления — от силы 5 (но только в самых смелых моделях). То есть не выше среднепланетных +19. Однако всего десятки миллионов лет назад типичная средняя температура на Земле была +20… +26. Намного выше, чем обещают от антропогенных выбросов. Значит, если выводы авторов статьи в Science верны, в ту эпоху должно было случиться огромное, массовое вымирание морских видов.
Вот только его не было. От 56 миллионов лет назад и до 35 миллионов лет назад было, по современным меркам, немыслимо тепло: на берегах Северного (тогда неледовитого) океана среднегодовая температура была +12, примерно такая сейчас в Ялте или Париже. Одно из двух: или тогда было вымирание, или мы не видим чего-то очень-очень важного.
Авторы новой, только что вышедшей работы в Nature были среди ученых, заметивших это явное несоответствие. И они решили напрямую узнать, как обстояло дело с кислородом в древнем океане теплой части кайнозойской эры.
Чтобы понять, задохнутся ли жители океана от текущего потепления, они взяли среднемиоценовый и раннеэоценовые климатические оптимумы (14-18 и ~54-56 миллионов лет назад). Как легко догадаться из названий, эти эпохи назвали так за крайне теплый климат. Среднегодовая температура тогда достигала +26, на 11 градусов выше, чем сегодня, и заведомо выше потолка антропогенного потепления (у землян просто не хватит ископаемого топлива, чтобы воспроизвести такое).
Ученые взяли соотношение различных изотопов азота в осадочных океанических породах за эти периоды и сравнили с современными. В норме останки морских организмов подвергаются денитрификации — азот из них извлекается биогеохимическими процессами и затем переносится в поверхностные воды континентального шельфа.
Скорость этого процесса прямо связана с количеством кислорода, растворенного в морской воде: там, где его мало, процесс идет очень слабо. Однако оказалось, что в оба изученных очень теплых периода в тихоокеанских тропиках денитрификация шла лучше — существенно лучше, чем в эпохи до и после, более холодные. Исследователи заключают:
«Вопреки широко распространенным предположениям… наши данные указывают на уменьшение зон, бедных кислородом, во время самых теплых частей кайнозоя».
Получается, вместо «удушья» потепление привело морских жителей к более легкому дыханию.
Почему физика не сработала
Возникает законный вопрос: как это физически возможно? Тогда действовали те же законы физики, что и сегодня. А из этого следует, что кислорода в океане должно было быть меньше, чем в более холодные эпохи.
Авторов работы этот вопрос тоже беспокоит. Они предлагают два возможных объяснения. Первое: при потеплении по какой-то причине морские создания перестали потреблять кислород в больших количествах. Меньше народу — больше кислороду.
Что могло бы вызвать такое? Например, полагают исследователи, нарушение циркуляции вод в глубине океана, что привело к сокращению количества микроэлементов, нужных обитателям океана. Правда, есть важный нюанс, и авторы сами о нем честно пишут:
«Однако свидетельств [связанных с этим] изменений…. [в изученные периоды] мало, и они противоречивы».
Чтобы прояснить ситуацию, ученые попытались найти механизмы, которые способны увеличить растворимость газов в океанской воде даже при росте температур. Вскоре они обнаружили, что насыщенность газами для Мирового океана может очень серьезно возрасти, если в нем активизируется перемешивание вод в Южном океане, окружающем Антарктиду. И, что характерно, многие модели показывают, что при потеплении перемешивание вод там становится много интенсивнее.
В конечном счете, заключает работа, этот механизм и выглядит самым вероятным объяснением того, как в рекордно теплом океане — а глубины океана в ту пору прогревались на 18 градусов выше, чем сегодня — могло быть больше кислорода, чем в нынешнем.
Что все это нам дает
Кажется, что работа — простое успокоение растревоженных нервов. Массовое вымирание от удушья в морях отменяется, значит и нам, людям, будет проще жить. Скажем прямо: все не так однозначно.
Дело в том, что отсутствие морских вымираний в теплых эпохах прошлого не было секретом для палеонтологов задолго до этой работы. Как и тот факт, что биопродуктивность и разнообразие видов в теплые эпохи — тот же ранний эоцен и так далее — на самом деле не падает, а растет. Или то, что потепление не ведет к росту засух (а равно и наводнений), и даже уменьшает смертность людей.
Проблемой было и остается то, что все эти сведения никак не воздействуют на настроения научного мира в целом, а значит, в итоге не влияют на нашу жизнь. Хотя стоило бы: ожесточенная борьба с глобальным потеплением под лозунгом «предотвратим массовое вымирание» идет не первый десяток лет.
И достижения там вполне есть: как мы уже писали, нынешний кризис с высокими ценами на топливо и все остальное начался еще в 2021 году и именно из-за такой борьбы. Именно из-за предполагаемой (но пока неподтверждаемой опытом прошлых эпох) гибельности парниковых газов Запад заблокировал инвестиции в ископаемые топлива, а равно и долгосрочные контракты на его закупку, что и привело к наблюдаемому по всему миру ускорению инфляции.
Конечно, такие достижения не могут остановить сам рост антропогенных выбросов. Это невозможно в основном потому, что в рамках современной западной энергетики полноценный переход на ВИЭ с отказом от углеродного топлива просто нереален.
Но сама борьба — и ее неоднозначные последствия для человечества — от этого не стала менее ожесточенной. То, что она полностью изолирована от последних научных данных, опровергающих гибель кораллов или массовое удушье рыб от выбросов СО2, производит крайне тревожное впечатление. Получается, что мы, люди, принимаем решения эпохальной значимости, упорно игнорируя научные исследования.
И по этой причине эпоха дорогого топлива и таких же цен на другие товары может серьезно затянуться. Или вообще не закончиться до тех пор, пока люди в своих политических и экономических решениях не перестанут игнорировать общеизвестные научные открытия.
