Чесапикский залив, крупнейший эстуарий в Соединенных Штатах и один из крупнейших в мире, сталкивается с новыми рисками из-за слоя сильно подкисленной воды на глубине от 10 до 15 метров под поверхностью, показало новое исследование.
Эта «минимальная зона рН» в 10 раз более кислая, чем поверхностные воды залива, и может представлять опасность для различных экономически и экологически важных морских видов, включая устриц, крабов и рыб, говорят исследователи. Они добавляют, что сокращение количества организмов с панцирем из карбоната кальция, особенно устриц, может препятствовать способности залива справляться с повышением кислотности.
Результаты исследования будут опубликованы на этой неделе в Nature Communications.
«Устрицы и другие двустворчатые моллюски обладают встроенным эффектом Тумса, который естественным образом помогает заливу справляться с агрессивной водой», - сказал Джордж Вальдбассер, морской эколог из Орегонского государственного университета и соавтор исследования. «Они генерируют большое количество структур карбоната кальция, которые могут сдерживать растущее количество углекислого газа, поступающего в залив.
"Однако чрезмерный вылов и болезни привели к сокращению количества устриц, и мы видим результаты."
Ведущий автор Вей-Джун Кай из Университета Делавэра провел исследование, которое показало, что уровень pH в этом стратифицированном слое воды составляет около 7,4, что почти на единицу ниже, чем в поверхностных водах, где средний pH составляет около 8,2. Эта коррозионная зона, вероятно, была вызвана комбинацией факторов, включая гипоксию и образование токсичного сероводорода в придонных водах, смешивающихся с другими слоями залива.
Это исследование впервые показывает, что окисление сероводорода и аммиака из придонных вод может быть основным фактором снижения рН в прибрежных водах и может привести к более быстрому подкислению в прибрежных водах по сравнению с открытыми водами. океан, - сказал Цай.
Предыдущие исследования, в том числе работа Вальдбуссера, показали, что сельскохозяйственные питательные вещества, поступающие в Чесапикский залив, постепенно снижают уровень кислорода в придонных водах - процесс, известный как гипоксия, - а также подкисляют залив быстрее, чем морские воды океана. Животным для жизни нужен кислород, а без него они умирают. Бактерии, однако, могут «дышать» без кислорода, часто производя сероводород, что еще больше увеличивает потребность в кислороде, а также усиливает закисление, сказал Вальдбуссер..
«Гипоксия в данном случае приводит к усилению закисления», - указал он. «Если бы там было больше устриц, они помогли бы вытягивать пищу из воды, снижали потребность в кислороде и улавливали бы углерод из организма. Теперь закисление таково, что мы должны быть обеспокоены тем, что некоторым морским организмам будет труднее производить свои раковины из карбоната кальция. Мы еще не знаем, что это за пороги вокруг».
Устрицы чувствительны к изменениям кислотности, особенно на Западном побережье, где агрессивные воды несколько лет назад серьезно повлияли на отрасль. Вальдбуссер и его коллега из OSU Берк Хейлз помогли производителям смягчить проблему, определив время дня, когда местный уровень кислотности был ниже, чтобы инкубаторы могли использовать более благоприятную воду для выращивания своих устриц.
Устрицы восточного побережья - это другой вид, сказал Вальдбуссер, и на самом деле они могут быть несколько более устойчивыми, чем тихоокеанские устрицы западного побережья. Но научное понимание того, какую кислотность они могут выдержать, ограничено.
"Мы знаем, что в некоторых районах Чесапикского залива, где была высокая кислотность, устрицы выжили, но мы не знаем, есть ли субпопуляции, которые обладают большей устойчивостью, или каков порог для их возможность создавать оболочки."
Waldbusser сказал, что отдельные устрицы могут фильтровать более 50 галлонов воды каждый день. Исследователи подсчитали, что до заселения европейцами в Чесапикском заливе было так много устриц, что они могли фильтровать весь залив за три дня. По его словам, сегодня на это уйдет примерно 300 дней из-за меньшего количества устриц и большего количества питательных веществ в воде.
«В ходе дноуглубительных работ в заливе в 1950-х и 1960-х годах было удалено много устричных раковин, которые послужили основой для создания устричных рифов», - сказал Вальдбуссер, который начал свои исследования устриц и окисления в Университете Мэриленда более 10 лет назад. лет назад, прежде чем приехать в штат Орегон.
"С 1980-х годов многие рестораны на восточном побережье участвовали в программе по переработке устричных раковин в залив, чтобы создать больше среды обитания, но этого было недостаточно, чтобы заменить то, что было вывезено".