Кисень, фундаментальний елемент, що підтримує майже все багатоклітинне життя на планеті, стрімко зникає з водних екосистем. У новому огляді, опублікованому 30 червня в авторитетному журналі Limnology and Oceanography, група вчених попереджає про наростаючий кризис, спричинений діяльністю людини. Дослідники закликають офіційно додати дезоксигенацію водойм до системи планетарних меж — концепції, що визначає безпечні межі впливу людства на біосферу.

Система планетарних меж під загрозою

Концепція планетарних меж була вперше представлена у 2009 році групою з 28 вчених. Вона виділяє дев'ять ключових процесів, порушення яких загрожує стабільності Землі. До них належать зміна клімату, закислення океану, втрата біорізноманіття, руйнування озонового шару та хімічне забруднення. На сьогодні сім із дев'яти меж вже порушено.

Ведучий автор дослідження Еріка Феррер, постдокторант Національного центру екологічного аналізу та синтезу Університету Каліфорнії в Санта-Барбарі, підкреслює системний характер загрози. На її думку, здоров'я водних екосистем критично важливе для стабільності всієї планети, а дезоксигенація не діє ізольовано, посилюючи й інші негативні процеси.

Фізика та хімія задухи океану

Важливо розуміти різницю між киснем у молекулі води (H2O), який недоступний для дихання, і розчиненим киснем (O2), життєво необхідним для мешканців водного середовища. Ситуація погіршується двома основними факторами.

Перший — глобальне потепління. З ростом середньої температури Землі водойми нагріваються. Тепла вода фізично утримує менше розчиненого кисню, ніж холодна. Крім того, теплі поверхневі шари створюють бар'єр, що заважає перемішуванню та надходженню кисню у глибинні води.

Другий фактор — забруднення поживними речовинами. Сільське господарство, промислові стоки та дощові води скидають у водойми надлишок азоту та фосфору. Це викликає масове цвітіння водоростей. Відмираючи, водорості розкладаються, і цей процес споживає величезні обсяги кисню. Потепління та надлишок поживних речовин також стимулюють активність мікробів, які додатково «з'їдають» доступний газ.

Статистика незворотних втрат

Дані Copernicus — ініціативи Європейського Союзу з моніторингу навколишнього середовища — показують тривожну динаміку: з 1950-х років океан втратив приблизно 2% розчиненого кисню. Вчені прогнозують, що до кінця століття втрати становитимуть ще від 1% до 7%. Хоча ці цифри можуть здатися незначними, навіть невелике зниження концентрації кисню здатне порушити крихку рівновагу екосистем та позбавити організми можливості виживати.

Нові індикатори та план дій

Дослідники дійшли висновку, що дезоксигенація наближається до «небезпечного простору» з наслідками, які, ймовірно, виявляться незворотними протягом нашого життя. Щоб контролювати ситуацію, вчені запропонували чотири індикатори для оцінки стану водного середовища:

  • Концентрація розчиненого кисню та поширеність зон із критично низьким рівнем газу.
  • Показник близькості води до своєї ємності за розчиненим киснем.
  • Метаболічний індекс, що порівнює потреби організмів у кисні з його фактичною доступністю.

Включення водної дезоксигенації до системи планетарних меж має на меті не лише привернути увагу до зростаючої загрози, а й дати людству чіткий план дій для запобігання колапсу водних екосистем.