Согласно закону Генри, растворимость газов в воде снижается при нагреве. Каждое повышение температуры на градус уменьшает содержание кислорода в литре воды примерно на 2%. Кроме того, теплая вода легче холодной, формируя поверхностный слой-"крышку", который ограничивает подъем глубинных вод и их насыщение кислородом. Поскольку большинство морских обитателей эктотермны (холоднокровны), их метаболизм ускоряется в тепле, повышая потребность в кислороде, тогда как его доступность прогнозируется к снижению.
Теория против реальности
Эти принципы десятилетиями служили основой для прогнозов о грядущем кризисе морских экосистем из-за глобального потепления, включая появление обширных бескислородных зон. Некоторые исследования даже утверждали, что процесс уже начался, а биомасса планктона сокращается быстрее модельных расчетов.
Однако у этих логичных теорий обнаружилась слабость: они не находили подтверждения в данных о прошлом Земли. Анализ осадочных пород древних морей показал, что в теплые периоды биопродуктивность не падала, а, наоборот, биомасса была выше.
Миоценовый оптимум: ключ к разгадке
Новые данные по Тихому океану времен климатического оптимума миоцена (17,0-14,8 млн лет назад) недавно выявили более высокое содержание кислорода, чем сегодня. Аналогичные результаты получены и для других древних эпох. Чтобы проверить глобальность этого явления, ученые исследовали отложения древнего Аравийского моря.
Открытия в Аравийском море
Уровень кислорода в прошлом определяли по изотопному составу в остатках древних фораминифер, поднятых со дна. Оказалось, что в миоцене кислорода в Аравийском море было значительно больше, чем сейчас. Сегодня его там так мало, что микроорганизмы вынуждены "дышать" нитратами, выделяя азот в атмосферу. Это снижает биопродуктивность, так как азот из воздуха усваивается хуже.
В теплом миоцене жизнь в Аравийском море была богаче, кислорода хватало, и необходимости в "нитратном дыхании" не возникало. И Аравийское море, и Тихий океан тогда содержали больше кислорода. Его снижение началось лишь около 12,1 млн лет назад, с похолоданием климата, причем в Аравийском море дефицит стал выраженнее.
Оптимистичный вывод для будущего
Исследователи заключили: «Если климатический оптимум миоцена служит аналогом долгосрочной реакции океанов на глобальное потепление, концентрация кислорода может возрасти в обоих регионах до уровней, исключающих выброс азота». Это означает, что потепление способно *снять*, а не усилить кислородный голод в морях, вопреки прежним теоретическим прогнозам.
Причины и значение открытия
Ученые предполагают, что рост кислорода при потеплении мог быть связан с усиленным перемешиванием воды и воздуха у поверхности из-за изменений течений и ветров, и призывают к дальнейшему изучению этого механизма.
Особенно ценно, что миоценовая география Земли была близка к современной, в отличие от более древних теплых эпох (мезозой, палеоцен-эоценовый максимум). Это делает маловероятным сценарий удушья морской жизни из-за нынешнего потепления. Напротив, история подсказывает, что океаны могут получить больше кислорода.
Источник: naked-science.ru
