Океанология

Анализ орбитальных снимков Мирового океана показал, что вода в нем зацветает не весной, а в середине зимы. Если объяснение, предложенное авторами открытия, верно, климатологам придется пересматривать последствия глобального потепления.

Когда в поверхностных водах океана начинает бурно размножаться фитопланктон, это очень красиво. Вода окрашивается в зеленый, красный или бурый цвет в зависимости от преобладающего вида водорослей. Фитопланктон – основа морских пищевых цепочек. А в последнее время ученые рассматривают фитопланктон как утилизатор углекислого газа – ведь водоросли, входящие в состав фитопланктона, во время фотосинтеза поглощают углекислый газ. Многие климатологи строят модели, описывающие, как содержание одного из самых мощных парниковых газов связано с численностью фитопланктона.

Ошибка Свердрупа

Еще в 1953 году научное сообщество признало теорию норвежского мореплавателя и ученого-океанографа Харальда Ульрика Свердрупа (Harald Ulrik Sverdrup), объясняющую причины цветения воды. Теория получила название «критической глубины» и вошла во все учебники по морской экологии и океанологии. Свердруп, а за ним и все его последователи считали, что фитопланктон особенно быстро начинает размножаться весной, когда условия становятся благоприятными – верхний слой воды в океане прогревается и начинает получать больше света. А так как теплые воды менее плотные, чем холодные, то они свободно «плавают» по поверхности. Для фитопланктона такие условия самые благоприятные – ничто не сдерживает их рост, считал Свердруп.

Скорее всего, Свердруп ошибался, утверждает профессор Михаэль Бехренфельд (Michael Behrenfeld) из Орегонского университета (Oregon State University). Он проанализировал космические снимки, показывающие общее содержание хлорофилла и углерода в Северной Атлантике за последние девять лет, и теперь опровергает теорию норвежца. По основанному на анализе снимков мнению Бехренфельда, фитопланктон начинает бурно размножаться еще в середине зимы. «Несостоятельность теории «критической глубины» в том, что она не рассматривала влияние зоопланктона – крошечных свободно плавающих в океане животных, питающихся преимущественно фитопланктоном. А именно зоопланктон контролирует численность фитопланктона», — говорит профессор Бехренфельд.

Миллихищники

Новая теория исходит из того, что когда в середине зимы волнения океана становятся обычным и частым явлением, верхний слой (как раз там, где плавает фитопланктон) смешивается с холодными и менее продуктивными глубинными водами. Этот слой перемешивания максимален с декабря по апрель, его глубина опускается до 250 метров, в остальное же время его глубина не превышает 100 метров. В итоге концентрация фитопланктона на единицу площади уменьшается. Зоопланктон начинает голодать. Для популяций фитопланктона такая ситуация очень благоприятна – ведь никто не сдерживает их бурный рост. И хотя концентрация (особенно в верхней части приповерхностного слоя) остается низкой, общая численность фитопланктона растет. Скорость роста фитопланктона с декабря по апрель увеличивается, по подсчетам профессора, в два раза. Весной, когда штормовая активность идет на убыль, поверхностные и глубинные воды перестают столь активно перемешиваться, фитопланктон собирается наверху (это видно), и зоопланктон находит свою добычу легко. Поэтому численность фитопланктона снижается, хотя наблюдателям кажется, что вода зацветает.

Глобальное потепление «съест» все водоросли

Исходя из гипотезы Свердрупа ученые считали, что глобальное потепление приведет к увеличению продуктивности морских экосистем. Гипотеза же профессора Бехренфельда утверждает обратное. «Цветение воды наблюдается в Северной Атлантике, северной части Тихого океана и в Южном океане вокруг Антарктиды. Климатические модели предсказывают потепление в этих регионах. Значит, слои воды начнут хуже перемешиваться, и зоопланктону ничто не помешает продолжать свою охоту. В итоге численность фитопланктона должна год от года уменьшаться», — говорит профессор Бехренфельд.