- 28,489
- 46
- 8 Ноя 2022
Формула H₂O никуда не делась, а вот кислорода, которым дышат рыбы, становится катастрофически мало.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/675;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Учёные призвали признать потерю кислорода в водоёмах новой глобальной экологической угрозой. По их мнению, снижение содержания растворённого кислорода уже влияет на климат, биоразнообразие и круговорот веществ в масштабах всей планеты, поэтому этот процесс следует включить в список так называемых планетарных границ — критически важных природных систем, от которых зависит устойчивость Земли.
Исследование опубликовано в журнале <em>Limnology and Oceanography</em>. Его авторы считают, что деоксигенация водных экосистем постепенно превращается в ещё один фактор, способный нарушить глобальное экологическое равновесие.
Когда говорят, что воде не хватает кислорода, речь идёт не о самом веществе H₂O. Атомы кислорода, входящие в состав молекулы воды, недоступны для дыхания живых организмов. Рыбы, моллюски, ракообразные и большинство других водных обитателей используют растворённый кислород — обычные молекулы O₂, находящиеся между молекулами воды.
Именно количество такого растворённого кислорода во многих регионах постепенно уменьшается.
Одна из главных причин — глобальное потепление. Чем выше температура воды, тем хуже она удерживает растворённый кислород. Этот эффект хорошо известен физикам: при нагревании растворимость газов уменьшается.
Проблема не ограничивается только этим. Тёплая поверхностная вода становится легче холодной глубинной, поэтому перемешивание между слоями ослабевает. В результате кислород из атмосферы значительно хуже проникает на глубину, где его постоянно расходуют живые организмы и микроорганизмы.
Вторым крупным фактором исследователи называют избыток питательных веществ. Азот и фосфор попадают в реки, озёра и прибрежные моря вместе с сельскохозяйственными удобрениями, городскими сточными водами и поверхностным стоком после дождей.
Такое загрязнение вызывает бурное развитие водорослей. На первый взгляд может показаться, что их рост должен увеличивать количество кислорода благодаря фотосинтезу. Однако после массового цветения большая часть водорослей погибает, а их разложением начинают заниматься бактерии.
Именно этот процесс становится главным потребителем кислорода. Чем больше органического вещества приходится перерабатывать микроорганизмам, тем быстрее уменьшается концентрация растворённого кислорода.
Потепление дополнительно ускоряет деятельность бактерий. При более высокой температуре обмен веществ у многих микроорганизмов усиливается, поэтому они расходуют кислород ещё быстрее.
Получается своеобразный замкнутый круг. Более тёплая вода удерживает меньше кислорода, хуже перемешивается и одновременно ускоряет процессы, которые продолжают его расходовать.
Последствия становятся заметны задолго до полного исчезновения кислорода. Многие рыбы начинают избегать таких районов, меняют привычные маршруты миграции или прекращают размножение. Менее подвижные организмы — например, донные беспозвоночные — часто вообще не могут покинуть опасную зону.
При дальнейшем снижении концентрации формируются так называемые гипоксические зоны — области с крайне низким содержанием кислорода. В тяжёлых случаях развивается аноксия, когда кислород практически полностью исчезает.
Подобные участки нередко называют «мёртвыми зонами». В них способны выживать лишь отдельные микроорганизмы, тогда как большинство животных погибает или покидает эти районы.
Авторы работы подчёркивают, что проблема уже давно перестала быть локальной. По оценкам европейской программы Copernicus, с 1950-х годов мировой океан потерял примерно 2% растворённого кислорода. К концу XXI века этот показатель может увеличиться ещё на 1–7%.
На первый взгляд такие цифры выглядят небольшими. Однако для многих водных организмов даже снижение концентрации на несколько процентов может оказаться критическим, особенно если оно происходит постоянно и затрагивает большие территории.
Исследователи считают, что деоксигенация тесно связана практически со всеми основными экологическими кризисами современности. Потепление ускоряет потерю кислорода, загрязнение питательными веществами усиливает её, а сокращение биоразнообразия делает экосистемы менее устойчивыми к происходящим изменениям.
Из-за этого авторы предлагают добавить деоксигенацию в концепцию планетарных границ.
Эту систему предложили ещё в 2009 году как способ определить пределы, в рамках которых человеческая деятельность не нарушает устойчивость Земли. Сейчас она включает девять глобальных процессов: изменение климата, разрушение озонового слоя, закисление океана, нарушение биогеохимических циклов, изменение землепользования, сокращение биоразнообразия, использование пресной воды, загрязнение окружающей среды новыми веществами и воздействие атмосферных аэрозолей.
По современным оценкам, человечество уже вышло за безопасные пределы по большинству из этих направлений.
Авторы новой работы считают, что потеря кислорода в водных экосистемах настолько тесно переплетается с остальными процессами, что заслуживает отдельного места в этом списке.
Для оценки ситуации они предлагают использовать сразу несколько показателей. Среди них — концентрация растворённого кислорода, степень насыщения воды кислородом, изменения численности чувствительных к его недостатку организмов и так называемый метаболический индекс.
Метаболический индекс показывает, насколько доступное количество кислорода соответствует физиологическим потребностям живых организмов. Если кислорода становится меньше, чем необходимо для нормального обмена веществ, условия существования начинают быстро ухудшаться даже без полного развития гипоксии.
Авторы подчёркивают, что пока не предлагают конкретное пороговое значение новой планетарной границы. Сначала необходимо определить универсальные показатели, которые позволят отслеживать изменения во всех типах водных экосистем.
По мнению исследователей, признание деоксигенации отдельной глобальной угрозой позволит раньше замечать опасные изменения и учитывать их при разработке природоохранной политики.
Пока речь идёт не о новом установленном международном критерии, а о научном предложении. Однако авторы предупреждают, что скорость потери кислорода продолжает расти, а последствия могут оказаться практически необратимыми в течение жизни нынешнего поколения людей, если существующие тенденции сохранятся.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/675;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Учёные призвали признать потерю кислорода в водоёмах новой глобальной экологической угрозой. По их мнению, снижение содержания растворённого кислорода уже влияет на климат, биоразнообразие и круговорот веществ в масштабах всей планеты, поэтому этот процесс следует включить в список так называемых планетарных границ — критически важных природных систем, от которых зависит устойчивость Земли.
Исследование опубликовано в журнале <em>Limnology and Oceanography</em>. Его авторы считают, что деоксигенация водных экосистем постепенно превращается в ещё один фактор, способный нарушить глобальное экологическое равновесие.
Когда говорят, что воде не хватает кислорода, речь идёт не о самом веществе H₂O. Атомы кислорода, входящие в состав молекулы воды, недоступны для дыхания живых организмов. Рыбы, моллюски, ракообразные и большинство других водных обитателей используют растворённый кислород — обычные молекулы O₂, находящиеся между молекулами воды.
Именно количество такого растворённого кислорода во многих регионах постепенно уменьшается.
Одна из главных причин — глобальное потепление. Чем выше температура воды, тем хуже она удерживает растворённый кислород. Этот эффект хорошо известен физикам: при нагревании растворимость газов уменьшается.
Проблема не ограничивается только этим. Тёплая поверхностная вода становится легче холодной глубинной, поэтому перемешивание между слоями ослабевает. В результате кислород из атмосферы значительно хуже проникает на глубину, где его постоянно расходуют живые организмы и микроорганизмы.
Вторым крупным фактором исследователи называют избыток питательных веществ. Азот и фосфор попадают в реки, озёра и прибрежные моря вместе с сельскохозяйственными удобрениями, городскими сточными водами и поверхностным стоком после дождей.
Такое загрязнение вызывает бурное развитие водорослей. На первый взгляд может показаться, что их рост должен увеличивать количество кислорода благодаря фотосинтезу. Однако после массового цветения большая часть водорослей погибает, а их разложением начинают заниматься бактерии.
Именно этот процесс становится главным потребителем кислорода. Чем больше органического вещества приходится перерабатывать микроорганизмам, тем быстрее уменьшается концентрация растворённого кислорода.
Потепление дополнительно ускоряет деятельность бактерий. При более высокой температуре обмен веществ у многих микроорганизмов усиливается, поэтому они расходуют кислород ещё быстрее.
Получается своеобразный замкнутый круг. Более тёплая вода удерживает меньше кислорода, хуже перемешивается и одновременно ускоряет процессы, которые продолжают его расходовать.
Последствия становятся заметны задолго до полного исчезновения кислорода. Многие рыбы начинают избегать таких районов, меняют привычные маршруты миграции или прекращают размножение. Менее подвижные организмы — например, донные беспозвоночные — часто вообще не могут покинуть опасную зону.
При дальнейшем снижении концентрации формируются так называемые гипоксические зоны — области с крайне низким содержанием кислорода. В тяжёлых случаях развивается аноксия, когда кислород практически полностью исчезает.
Подобные участки нередко называют «мёртвыми зонами». В них способны выживать лишь отдельные микроорганизмы, тогда как большинство животных погибает или покидает эти районы.
Авторы работы подчёркивают, что проблема уже давно перестала быть локальной. По оценкам европейской программы Copernicus, с 1950-х годов мировой океан потерял примерно 2% растворённого кислорода. К концу XXI века этот показатель может увеличиться ещё на 1–7%.
На первый взгляд такие цифры выглядят небольшими. Однако для многих водных организмов даже снижение концентрации на несколько процентов может оказаться критическим, особенно если оно происходит постоянно и затрагивает большие территории.
Исследователи считают, что деоксигенация тесно связана практически со всеми основными экологическими кризисами современности. Потепление ускоряет потерю кислорода, загрязнение питательными веществами усиливает её, а сокращение биоразнообразия делает экосистемы менее устойчивыми к происходящим изменениям.
Из-за этого авторы предлагают добавить деоксигенацию в концепцию планетарных границ.
Эту систему предложили ещё в 2009 году как способ определить пределы, в рамках которых человеческая деятельность не нарушает устойчивость Земли. Сейчас она включает девять глобальных процессов: изменение климата, разрушение озонового слоя, закисление океана, нарушение биогеохимических циклов, изменение землепользования, сокращение биоразнообразия, использование пресной воды, загрязнение окружающей среды новыми веществами и воздействие атмосферных аэрозолей.
По современным оценкам, человечество уже вышло за безопасные пределы по большинству из этих направлений.
Авторы новой работы считают, что потеря кислорода в водных экосистемах настолько тесно переплетается с остальными процессами, что заслуживает отдельного места в этом списке.
Для оценки ситуации они предлагают использовать сразу несколько показателей. Среди них — концентрация растворённого кислорода, степень насыщения воды кислородом, изменения численности чувствительных к его недостатку организмов и так называемый метаболический индекс.
Метаболический индекс показывает, насколько доступное количество кислорода соответствует физиологическим потребностям живых организмов. Если кислорода становится меньше, чем необходимо для нормального обмена веществ, условия существования начинают быстро ухудшаться даже без полного развития гипоксии.
Авторы подчёркивают, что пока не предлагают конкретное пороговое значение новой планетарной границы. Сначала необходимо определить универсальные показатели, которые позволят отслеживать изменения во всех типах водных экосистем.
По мнению исследователей, признание деоксигенации отдельной глобальной угрозой позволит раньше замечать опасные изменения и учитывать их при разработке природоохранной политики.
Пока речь идёт не о новом установленном международном критерии, а о научном предложении. Однако авторы предупреждают, что скорость потери кислорода продолжает расти, а последствия могут оказаться практически необратимыми в течение жизни нынешнего поколения людей, если существующие тенденции сохранятся.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
