Повышение антропогенного или антропогенного содержания углекислого газа в атмосфере может иметь в два раза большее воздействие на прибрежные эстуарии, чем в океанах, потому что антропогенный выброс CO2снижает способность экосистемы поглощать естественные колебания парниковых газов, как предполагает новое исследование.
Исследователи из Агентства по охране окружающей среды США и Университета штата Орегон обнаружили значительную ежедневную изменчивость, когда речь идет о вредных индексах CO2 для многих морских организмов в устьях рек. Ночью, например, вода в устье имела более высокий уровень углекислого газа, более низкий уровень pH и более низкое состояние насыщения из-за коллективного «выдоха» экосистемы.
Эти вредные условия в ночное время меняются примерно в два раза быстрее, чем в среднем за день, говорят исследователи, а это означает, что негативное воздействие на животных, строящих раковины, включая устриц, моллюсков и мидий, может проявиться быстрее, чем ожидалось. просто наблюдая за среднесуточным значением.
Результаты исследования публикуются 2 апреля в Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследование финансировалось и проводилось Управлением исследований и разработок Агентства по охране окружающей среды и регионом 10 в рамках гранта на региональные прикладные исследования. Проект координировал Стивен Пачелла, ученый EPA, который также является докторантом Колледжа наук о Земле, океане и атмосфере ОГУ.
В этих средах, где преобладают морские растения, фотосинтез и дыхание вызывают большие различия в концентрациях CO2, а добавление антропогенного углерода делает эти дневные и ночные различия даже больше, чем они были бы без этого дополнительного углерода», - сказал Джордж Вальдбуссер, морской эколог из штата Орегон и соавтор исследования, который является доктором Пачеллы. D. советник.
«Продолжающееся добавление CO2 в эти воды приводит к тому, что наихудшие условия меняются в два раза быстрее из-за потери способности системы буферизовать себя», - сказал Вальдбуссер.
Это одно из первых исследований, посвященных анализу динамики эстуарной карбонатной системы в столь точном временном масштабе. Исследование Пачеллы было сосредоточено на подводной среде обитания морских водорослей в Пьюджет-Саунд штата Вашингтон, глубина которой варьировалась от одного до четырех метров. Он провел два с половиной месяца, наблюдая за естественной средой обитания взморника, характерного для Пьюджет-Саунд.
Исследователи говорят, что, хотя исследование было сосредоточено на среде обитания в Пьюджет-Саунд, результаты обеспечивают важную основу для оценки других мест обитания морских водорослей и эстуариев, которые, как правило, имеют более низкую внутреннюю буферную способность и большие естественные вариации химического состава.
Пачелла, который был ведущим автором исследования, использовал собранные им подробные данные для создания модели для оценки ежедневного содержания карбонатов в химическом составе погоды в течение летнего засушливого сезона вплоть до 1765 года, а также спрогнозировал условия до 2100 года. изменение количества антропогенного углерода в системе.
Его измерения и модель показывают, что водоросли снижают уровень CO2 днем и повышают ночью по сравнению с системой без водорослей. Однако модель предсказывает, что к 2060 году уровни CO2 в атмосфере будут достаточно высокими, чтобы опасные ночные высокие уровни CO2 на самом деле были бы более частыми, если бы водоросли не было там. Таким образом, в настоящее время наблюдается относительно более частый высокий уровень CO2 из-за водорослей, но после 2060 года будет относительно меньше случаев высокого CO2 с водорослями. чем было бы без водорослей.
«Существует огромный интерес к использованию морских растений для локального снижения избытка CO2 в прибрежных водах в интересах других уязвимых морских видов, таких как устрицы», - сказал Вальдбуссер. «Очень хорошая работа Стива по этой теме является одной из первых в эстуариях умеренного пояса, которая продемонстрировала потенциал этого смягчения последствий, отметив при этом, что реальные выгоды могут появиться только через несколько десятилетий.
Однако исследователи отмечают, что водоросли следует рассматривать комплексно, а не только через призму углеродного баланса, потому что они также предлагают экологические преимущества, включая среду обитания для морских организмов.
Waldbusser назвал эти ежедневные изменения условий CO2 «карбонатной погодой», потому что изменения в химическом составе настолько драматичны в зависимости от времени суток - так же, как разница и взаимодействие между погодой и климатом.
«Организмы, в том числе и мы, реагируют на погоду, а именно климат вызывает изменения в погоде», - сказал Вальдбуссер. «Однако мы не можем на самом деле «чувствовать» постепенное изменение глобальной температуры. Однако мы сталкиваемся с экстремальными погодными явлениями или наводнениями, которые, по прогнозам, будут ухудшаться из-за постепенного повышения уровня моря.
"В этом случае история химического состава карбонатов меняется быстрее, чем мы ожидали. Как и в случае с повышением уровня моря, постепенное повышение становится более важным во время событий, которые усиливают эти, в противном случае, естественные циклы."
Исследователи говорят, что они все еще работают над тем, чтобы лучше понять, как эти события - по сравнению с изменениями в средних условиях - влияют на долгосрочное здоровье видов, чувствительных к закислению океана. Существуют также последствия для того, как устанавливаются критерии качества воды.
Если, как мы склонны считать, экстремальные явления имеют значение для морских организмов, исследования показывают, что требуется дополнительная работа для определения критериев качества воды, которые включают ежедневные изменения максимумов и минимумов CO 2, а не просто использовать среднесуточные или годовые условия», - сказал Вальдбуссер.