Предыдущие исследования были посвящены в основном потеплению океана и подкислению и в значительной степени недооценивали биологические и социальные последствия изменения климата.
Новый анализ опирается на предсказуемые синергетические изменения (падение концентрации кислорода в морской воде и снижение продуктивности экосистем океана) и показывает, что к 2100 году ни один уголок Мирового океана не останется в стороне от изменения климата.
"Больше всех пострадают, конечно, те участки, которые подвергнутся одновременно воздействию потепления, подкисления и снижения кислорода и производительности, — отмечает ведущий автор Камило Мора из Гавайского университета в Маноа (США). — Последствия будут масштабными, ведь выживание видов, количество особей, диапазон размеров тела, биоразнообразие, функционирование экосистемы — все зависит от биогеохимии океана".
Будут затронуты не только пищевые цепи, но и рыболовство с туризмом. По данным исследования, от 470 до 870 млн беднейших людей мира живут дарами моря. Следовательно, рабочие места, доходы, сама жизнь во многих странах изменятся вместе с биогеохимией океана.
"Многие глубоководные экосистемы настолько стабильны, что даже небольшие изменения температуры, уровня кислорода и рН могут привести к снижению устойчивости глубоководных сообществ, — подчеркивает соавтор Лиза Левин, директор Центра морского биоразнообразия и охраны природы Океанографического института им. Скриппса (США). — Не может не беспокоить и то, что люди добывают все больше ресурсов и все сильнее тревожат глубины океана".
Камило Мора и Крейг Смит из Гавайского университета в Маноа объединили усилия 28 человек, в число которых вошли специалисты по моделированию климата, биогеохимики, океанографы и социологи.
Исследователи воспользовались самыми современными и надежными моделями прогнозируемого изменения климата, разработанными для Пятого доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
Произведен расчет совпадения изменений температуры, рН, уровня кислорода и первичной продуктивности, исходя из двух сценариев — обычного, в котором концентрация CO2 в атмосфере может достичь 900 частей на миллион к 2100 году, и альтернативного, при котором концентрация остановится на отметке 550 частей на миллион (для этого нужны немедленные согласованные меры по снижению выбросов углекислого газа).
Выяснилось, что бóльшая часть поверхности океана одновременно испытает воздействие потепления, подкисления, кислородного голодания и падения производительности разной интенсивности. Лишь очень небольшая часть Мирового океана (в основном в полярных регионах) столкнется с противоположным, то есть с ростом кислорода и производительности, тогда как охлаждения и повышения рН не стоит ждать нигде.
"Даже, казалось бы, позитивные изменения в высоких широтах не обязательно принесут пользу, — подчеркивает соавтор Чилинь Вэй из Мемориального университета Ньюфаундленда (Канада). — В эти области в связи с изменением состояния океана иммигрируют инвазивные виды, которые поставят под угрозу местную живность и людей, живущих за ее счет".
Ученые нанесли на карту 32 морские среды обитания и "горячие точки" биоразнообразия и попытались оценить их потенциальную уязвимость к изменениям. Привлечены также данные о зависимости человека от морских товаров и услуг и о возможностях социальной адаптации для оценки уязвимости населения прибрежных районов к прогнозируемым изменениям биогеохимии океана.
"Другие исследования были посвящены локальным эффектам, а мы впервые рассмотрели весь Мировой океан и то, как сопутствующий стресс повлияет на разнообразные среды обитания и людей", — поясняет соавтор Эндрю Тербер из Университета штата Орегон (США).
К 2100 году глобальные средние значения для верхнего слоя океана будут примерно такими: температура увеличится на 1,2–2,6 °С (здесь и далее — по сравнению с текущими показателями), концентрация растворенного в воде кислорода снизится на 2–4%, рН — на 0,15–0,31, объем продукции фитопланктона — на 4–10%. Изменение температуры и pH на морском дне, согласно прогнозам, будет не столь значительным, но снижение уровня кислорода — примерно таким же.
Наибольшие абсолютные изменения биогеохимии океана произойдут в коралловых рифах, зарослях водорослей и мелководных бентических средах мягкого дна, тогда как глубоководные места обитания будут затронуты меньше всего.
"Глубоководные системы охватывают бóльшую часть поверхности Земли и предоставляют целый ряд важных экосистемных услуг: прячут углерод в отложениях морского дна, амортизируют кислотность океана и служат огромным резервуаром биоразнообразия, — напоминает Смит. — Тем не менее моделированию последствий изменения климата для этой поистине огромной экосистемы уделяется очень мало внимания".
"Последствия изменения климата почувствует весь океан, сверху донизу, — подчеркивает соавтор Эндрю Суитмен из Международного научно-исследовательского института Ставангера (Норвегия). — Страшно подумать, насколько огромным будет воздействие. Это наше наследие, и мы не имеем права его игнорировать".