Авторы нового обзора предлагают считать деоксигенацию океанов и пресных вод 10-й планетарной границей Земли
2 сентября 2026, 00:34Наука и космосDarth Sahara0
Исследователи предложили включить деоксигенацию водных экосистем — снижение концентрации растворённого кислорода в океанах, озёрах, реках и других водоёмах — в систему планетарных границ. В статье, опубликованной в журнале Limnology and Oceanography, авторы обобщили данные о взаимодействии утраты кислорода с девятью уже существующими границами, среди которых изменение климата, нарушения биосферы, круговорот питательных веществ и закисление океана. По их оценкам, текущие темпы деоксигенации уже приближают Землю к «небезопасной зоне», а последствия дальнейшего снижения кислорода могут быть необратимыми в течение жизни нынешнего поколения.
Одним из наиболее прямых механизмов является глобальное потепление. Растворимость кислорода в воде уменьшается с повышением температуры, а океан с начала индустриальной эпохи поглотил более 90% избыточного тепла, накопившегося из-за антропогенных выбросов парниковых газов. В оценке, приведённой авторами обзора, изменение растворимости кислорода объясняет приблизительно 50% современной потери кислорода в океанах. Дополнительным фактором являются процессы переноса кислорода между слоями и расширение зон с его минимальным содержанием.
Другая важная связь возникает через загрязнение азотом и фосфором. Избыточное количество питательных веществ способствует росту водорослей, а последующее разложение органического вещества микроорганизмами приводит к расходу растворённого кислорода. При его нехватке меняется круговорот веществ: например, усиливается процесс восстановления нитратов и нитритов, и молекулярный азот возвращается в атмосферу, связанный азот теряется, а в бескислородных донных отложениях может высвобождаться дополнительный фосфор. Это может поддерживать продуктивность и микробное потребление кислорода, создавая обратную связь, при которой нехватка O₂ способствует дальнейшему ухудшению условий.
Деоксигенация также связана с климатом не только через температуру. При низком уровне кислорода усиливается роль процессов, приводящих к образованию закиси азота — мощного парникового газа, который также участвует в разрушении стратосферного озона. В некоторых глубоководных зонах Балтийского и Чёрного морей бескислородные условия сопровождаются образованием сероводорода, а в анаэробных процессах может образовываться метан.
Наиболее очевидные последствия проявляются в биосфере. Даже относительно незначительное снижение растворённого кислорода способно влиять на рост, выживаемость, численность и размножение организмов на разных уровнях пищевых цепей — от зоопланктона и моллюсков до рыб и кораллов. Авторы также связывают расширение зон с низким содержанием кислорода с изменением миграций организмов и функционированием биологического углеродного насоса, который переносит углерод из поверхностных вод в глубину океана.
Авторы обзора выделяют четыре потенциальных показателя: концентрацию растворённого кислорода и распространённость гипоксии и аноксии, процент насыщения воды кислородом, изменения в составе и численности видов-индикаторов, а также метаболический индекс Φ, который сопоставляет доступность кислорода с потребностями организмов. Например, традиционный порог гипоксии в 2 мг O₂/л не является универсальным: многие организмы начинают испытывать негативные последствия при более высоких концентрациях, тогда как специализированные виды способны постоянно существовать в значительно более бедной кислородом воде.
Особое внимание авторы уделяют тому, что водные системы обладают долгой «памятью». Даже прекращение выбросов CO₂ не приведёт к немедленному прекращению деоксигенации океана: из-за уже накопившегося тепла и медленной циркуляции глубоких вод потеря кислорода может продолжаться на протяжении столетий. В глубоких водах океана полное обновление кислорода связано с процессами, происходящими на временных масштабах порядка 1000 лет. При сценарии большого количества выбросов парниковых газов к концу века скорость деоксигенации в подповерхностном океане, по приведённым в обзоре модельным оценкам, может утроиться по сравнению с современным уровнем.
Авторы предлагают рассматривать деоксигенацию не как отдельную проблему качества воды, а как процесс, тесно связанный с функционированием всей земной системы. Они подчеркивают, что формальная 10-я планетарная граница всё ещё требует количественного определения, однако уже имеющиеся данные демонстрируют быстрое снижение содержания кислорода и многочисленные обратные связи с другими глобальными изменениями. Среди приоритетов будущих исследований учёные выделяют расширение наблюдений за кислородом в морских и пресных водах, улучшение моделей, изучение физиологической устойчивости организмов и использование палеоклиматических данных для определения экологически значимого исходного уровня.
Источники:Limnology and OceanographyНаука и космос0Изменение климатаБиосфераОкеанография55 минут назад
Источник