Потепление, кислород, вымирание

Ученые считают, что из-за нынешнего глобального потепления океан постепенно теряет способность поглощать кислород из атмосферы. Как он при этом будет перераспределяться с глубиной, пока неясно. Известно, что количество растворенного кислорода падает с ростом температуры воды, что может сильно повредить морским экосистемам.

Чтобы прояснить эти вопросы, исследователи изучают геологические периоды планетной истории, аналогичные нашему времени. Один из них — палеоцен-эоценовый термический максимум: 56 миллионов лет назад средняя температура океана за несколько тысяч лет поднялась на 6ºС и в тропическом поясе достигла 20ºС, что на 1,5ºС больше современного значения. Термический максимум связан с массовым вымиранием глубоководных океанических организмов в кайнозойскую эру.

Группа ученых под руководством сотрудника Симоне Моретти (Simone Moretti) из германского Института химии Макса Планка определила содержание кислорода в тропиках Тихого океана во время палеоцен-эоценового максимума. Для этого исследователи использовали химические и морфологические характеристики одного из видов фораминифер. Эти простейшие, чье тело заключено в известковую раковину, обитают в море в составе планктона. Их окаменелые останки падают на дно океана и хранятся в донных отложениях миллионы лет.

По содержанию изотопов азота в фораминиферах исследователи определили степень древней денитрификации. Этот процесс, при котором бактерии превращают нитраты в молекулярный азот, происходит только в самых обедненных кислородом водах. Вопреки ожиданиям во время термического максимума денитрификация уменьшилась, то есть в период древнего глобального потепления кислорода в тропическом океане стало не меньше, а больше. Этот вывод подтверждает и большой размер фораминифер, которые начинают расти по мере увеличения температуры и содержания кислорода в воде.

Почему же при древнем потеплении росло содержание кислорода в поверхностном слое океана? Дело в том, что общее содержание кислорода в океане тогда уменьшалось, как следствие, снижалась и его биопродуктивность. В результате потребителей кислорода становилось меньше, и его концентрация в приповерхностном слое возрастала. Эти выводы подтверждают и другие исследования климата того времени

При палеоцен-эоценовом потеплении вымирание животных в океане происходило в основном на больших глубинах, а обитатели верхних слоев воды пострадали меньше. Но и этим экосистемам затем потребовалось более ста тысяч лет, чтобы восстановиться. Статья об исследовании опубликована в журнале Science.