Океаны, как и небо над Землей, могут быть окутаны тьмой. Эти продолжительные периоды темноты могут охватывать целые участки океана на несколько месяцев и разрушительно влиять на подводную экосистему.
Ученые придумали концепцию, которая помогает понять явление, известное как «морские темные волны». Это временные, но потенциально опасные события, которые могут серьезно повлиять на морских обитателей, зависящих от света.
«Свет — ключевой фактор продуктивности морской среды, влияющий даже на верхние звенья пищевой цепи. Но до сих пор у нас не было надежного способа измерить экстремальное снижение уровня подводного освещения, и это явление даже не имело названия», — объясняет морской исследователь Франсуа Тораль из университетов Вайкато и Кентербери в Новой Зеландии.
«Морские темные волны помогают нам определить, когда и где происходят эти события, проливая свет на важное, но часто игнорируемое явление».
Ученые уже много лет наблюдают за явлением, известным как потемнение океана, — постепенным снижением прозрачности воды, что ограничивает количество света, проникающего в глубины. Это связано с уменьшением площади водорослей, задержкой цветения фитопланктона, стрессом для коралловых рифов и сокращением зарослей морской травы.
Однако эти изменения происходят медленно и неуклонно на протяжении десятилетий. Они отличаются от коротких, интенсивных и эпизодических периодов темноты, вызванных штормами, цветением водорослей и наносами, которые часто следуют за природными катаклизмами, такими как лесные пожары, циклоны и оползни.
Исследователи утверждают, что эти интенсивные периоды потемнения, или морские темные волны, могут быть столь же разрушительными, как и длительное затемнение.
Новая работа предоставляет ученым инструмент для выявления этих кратковременных событий. Они адаптировали методы, используемые для обнаружения других эпизодических явлений, таких как волны тепла и похолодания, чтобы определить параметры морских темных волн. Это включает минимальную продолжительность, степень потери света относительно сезонного уровня и глубину, на которой происходит затемнение.
Команда применила свою методику к 16 годам данных об освещении у побережья Калифорнии и к 10 годам данных из залива Хаураки в Новой Зеландии. Измерения проводились на глубинах 7 и 20 метров. Также методика была использована для анализа 21 года спутниковых наблюдений за морским дном у мыса Ист-Кейп.
С 2002 по 2023 год у мыса Ист-Кейп зафиксировано от 25 до 80 морских «темных волн». Они длились от 5 до 15 дней, самое продолжительное событие — 64 дня. Многие из них связаны со штормами, включая циклон Габриэль в 2023 году. В заливе Темза также отмечены «темные волны», вызванные штормами. Среди других причин — вырубка лесов, лесные пожары, цветение планктона, дноуглубительные работы и строительство на побережье.
В пик некоторых волн степень затемнения может быть настолько сильной, что эти участки океана становятся одними из самых темных в году. В статье не приводятся количественные данные о влиянии этого фактора на морскую жизнь, но упоминаются исследования, показывающие, что снижение освещенности может повлиять на экосистемы, от водорослей до медуз.
«Даже короткие периоды затемнения могут нарушить фотосинтез у водорослей, морской травы и кораллов», — говорит Торал. «Эти события также влияют на поведение рыб, акул и морских млекопитающих. Длительная темнота может иметь серьезные экологические последствия».
Для понимания различных типов явлений, таких как цветение фитопланктона и сброс наносов, и оценки их воздействия на среду обитания, необходимы дальнейшие исследования. Однако созданная базовая структура обеспечивает прочную основу для будущего развития.
«Прибрежные экосистемы все чаще сталкиваются с наносами от штормов и изменчивостью климата», — отмечает Крис Баттершилл. «Морские темные волны помогают понять, когда эти системы находятся под стрессом. Эта концепция будет полезна для прибрежных сообществ и специалистов по охране морской среды, которым нужна точная информация для принятия решений».
Федор Шорыгин, переводчик
По материалам журнала Communications Earth & Environment