Мировой океан может переживать глубокую перестройку: экосистемы, где раньше почти не было крупных водорослей, превращаются в "водорослевые" зоны. К такому выводу пришли исследователи из Университета Южной Флориды, связав быстрый рост макроводорослей с глобальным потеплением и загрязнением океана питательными веществами, поступающими с суши. Об этом сообщает Nature Communications.
За последние два десятилетия площадь цветения макроводорослей в тропической Атлантике и западной части Тихого океана увеличивалась в среднем на 13,4% в год, причём наиболее активный рост наблюдается с 2008 года. Если раньше вспышки таких водорослей ограничивались в основном Саргассовым морем, то теперь они охватывают всё новые регионы — от Мексиканского залива и побережья Африки до Новой Зеландии и берегов Флориды.
Подобные процессы уже наблюдались ранее, когда морские волны тепла вызывали изменения в экосистемах Атлантики, что подтвердило взаимосвязь между температурой океана и динамикой биомассы.
"Мы, по-видимому, наблюдаем глобальный сдвиг от океана, бедного макроводорослями, к океану, где они становятся доминирующим элементом", — отмечает океанограф Чуаньминь Ху, ведущий автор исследования.
Учёные применили метод глубокого обучения, чтобы проанализировать 1,2 миллиона спутниковых снимков, сделанных с 2003 по 2022 год. Алгоритмы позволили выделить сигналы плавающих водорослей и впервые оценить масштабы явления в глобальном масштабе.
Согласно данным исследования, основные переломные точки пришлись на 2008, 2011 и 2012 годы, когда рост водорослей из локальных эпизодов превратился в устойчивую тенденцию. Учёные связывают это с двумя главными факторами: ускоренным нагревом океана после 2010 года и повышением концентрации азота и фосфора, поступающих с сельскохозяйственных стоков и сточных вод.
Для сравнения: микроводоросли — фитопланктон — увеличивались всего на 1% в год, что указывает на разные механизмы реакции экосистем на климатические и антропогенные изменения.
Похожие закономерности наблюдаются и в более ранних геологических периодах, когда массовые вымирания изменяли баланс жизни в океанах и на суше.
"Наши данные показывают, что океан всё активнее реагирует на глобальное потепление и эвтрофикацию, и этот процесс затрагивает всю структуру морских экосистем", — говорится в исследовании.
Учёные предупреждают, что рост макроводорослей может привести к снижению прозрачности воды, уменьшению поступления света и нарушению углеродного цикла океана. Кроме того, изменения в распределении биомассы способны повлиять на теплообмен между океаном и атмосферой, что может усилить климатические сдвиги.
Избыток водорослей также может дестабилизировать верхние слои океана и нарушить экосистемный баланс прибрежных зон. Это отразится на морских обитателях, рыболовстве и прибрежных экосистемах, зависимых от чистой воды и света.
"Мы наблюдаем не просто цветение, а структурное изменение всей океанической системы под влиянием человека", — подчеркивают авторы работы.
По мнению исследователей, рост макроводорослей отражает переход океана в новое состояние, вызванное сочетанием климатических и антропогенных факторов. Если тенденция сохранится, она может ускорить глобальные изменения климата, сделав водоросли не только индикатором, но и активным участником эволюции планетарной экосистемы.