Парниковый эффект и его разрушительное воздействие на климат нашей планеты давно стали притчей во языцех. Тем не менее, объемы добычи и потребления ископаемых энергоносителей, будь то нефть, газ или уголь, продолжают нарастать, а образующийся при их сжигании углекислый газ уходит в атмосферу, поддерживая и усиливая парниковый эффект. Чтобы справиться с этой тенденцией, некоторые ученые даже выдвигали идею широкомасштабного растворения промышленных выбросов углекислого газа в мировом океане.

Но вскоре выяснилось, что океан и сам нуждается в защите ничуть не меньше, чем атмосфера. Ведь значительное количество углекислого газа и так абсорбируется морской водой, что приводит к повышению ее кислотности. Причем процесс этот идет очень быстро. Это обнаружилось при обработке данных уникального по масштабу исследования "World Ocean Circulation Experiment", то есть "Эксперимента по изучению циркуляции вод мирового океана", проведенного в 1989-1998 годах.

Полученная учеными информация позволила с высокой степенью точности оценить распределение антропогенного углекислого газа в океане. И оказалось, что во многих регионах мирового океана кислотность нарастает гораздо быстрее, чем предсказывали прежние прогнозы.

Если на мел капнуть соляной кислотой...

Между тем, этот процесс представляет серьезную угрозу для морской флоры и фауны. Например, для кораллов. Кораллы, то есть кишечнополостные полипы, образующие огромные подводные колонии, чрезвычайно чувствительны к изменению температуры окружающей среды. Поэтому долгое время считалось, что главным фактором, вызывающим их массовую гибель, является повышение температуры воды. Стоит ей превысить 30 градусов, как колонии кораллов поражает так называемая "белая чума", быстро превращающая цветущий подводный ландшафт в безжизненное кладбище известковых скелетов.

Теперь же на первый план выходит другой фактор - кислотность воды. Кораллы начинают испытывать все более острую нехватку растворенной в воде извести, необходимой им для формирования скелета. И рано или поздно наступит такой момент, когда образование скелета станет невозможным: углекислота будет просто растворять любые известковые структуры. Этот эффект хорошо известен каждому школьнику, видевшему на занятиях по химии, что происходит с куском мела, если на него капнуть соляной кислотой. Ханс Отто Пёртнер (Hans Otto Pörtner) из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера в Бремерхафене уверен: "В экосистемах мирового океана произойдут изменения, равновесие нарушится, и пострадают от этого, прежде всего, организмы, образующие известковые структуры. Претерпят изменения и пищевые цепочки: некоторые виды организмов уже не будут располагать тем обилием пищи, к которому привыкли. Ясно, что эти процессы повлекут за собой сокращение популяций и уменьшение видового разнообразия морских обитателей".

Ученые планируют путешествие в будущее

Чтобы более детально спрогнозировать эти последствия, сотрудники Института морских исследований IFM-Geomar при Кильском университете совместно с коллегами из 11 других европейских научных учреждений сходного профиля запланировали проведение широкомасштабного эксперимента в Арктике. Для этого ученые намерены соорудить в океане несколько "мезокосмосов", то есть "миров среднего размера". Профессор Ульф Рибезелль (Ulf Riebesell) именует их крупнейшими в мире лабораторными пробирками: "Мы намерены выгородить в океане под водой определенные пространства, каждое глубиной 17 метров и объемом 50 тысяч литров. Они будут полностью изолированы от окружающей воды. И в этих мезокосмосах, населенных планктоном, мы сможем проводить эксперименты, постепенно изменяя параметры воды. А изменять мы намерены, прежде всего, ее кислотность, чтобы водородный показатель соответствовал значениям, которые мы ожидаем через 20, 30, 50 лет. Это позволит нам изучить реакцию экосистем на рост кислотности".

Девять таких подводных выгородок из очень прочной, но гибкой полимерной пленки планируется погрузить на принадлежащее Гринпису судно Esperanza и доставить в Арктику, в один из фьордов острова Шпицберген. Там их предстоит прикрепить к огромным, почти восьмиметровой высоты, поплавкам и развернуть в воде.

От лабораторных опытов - к экспериментам в океане

Место проведения будущего эксперимента ученым хорошо знакомо: в этом самом регионе моря они однажды собрали со дна образцы известковистых красных водорослей и в ходе опытов в лаборатории убедились, что повышение кислотности воды приводит к их гибели. Теперь же исследователи намерены выяснить, как исчезновение одного вида морских организмов повлияет на всю экосистему. Ведь многие виды зоопланктона из тех, что образуют известковые структуры, являются пищевой основой целых экосистем.

Скажем, крылоногие моллюски служат важнейшим источником питания для многих мелких рачков и рыб, являясь началом той пищевой цепочки, в конце которой находятся столь экономически значимые промысловые рыбы как лосось, треска и макрель. Поскольку же известковые раковины крылоногих моллюсков состоят не из кальцита, как, скажем, скелеты кораллов, а из арагонита, более чувствительно реагирующего на кислоты, именно этот вид беспозвоночных, скорее всего, станет первой жертвой повышения кислотности мирового океана.

На протяжении ряда лет кильские исследователи экспериментировали в Балтийском море. То, что теперь они решили перенести свои опыты в Арктику, объясняется просто: в холодных регионах нарастание кислотности морской воды происходит быстрее. "Условия, ведущие к растворению известковых структур, в некоторых регионах Арктики могут возникнуть уже зимой 2016 года, - говорит профессор Рибезелль. - А к 2045 году, по нашим расчетам, такие условия здесь будут иметь место круглый год".

То, что экосистемы в тропических регионах, включая коралловые рифы, станут жертвой этой же тенденции несколькими десятилетиями позже, вряд ли может служить утешением. В целом рост кислотности океана может привести к массовой, глобальной гибели многих сотен и тысяч видов организмов.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман