Исследователи AWI представляют свои результаты в виде предварительной онлайн-публикации в воскресенье, 25 августа 2013 г., в журнале Nature Climate Change.Океаны поглощают более четверти антропогенного углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Они образуют естественный запас, без которого Земля была бы намного теплее.
Но их запасы ограничены, и поглощение углекислого газа не обходится без последствий. Углекислый газ растворяется в воде, образует угольную кислоту и вызывает падение уровня pH в океанах, что влияет на многих морских обитателей. Поэтому в последние годы было проведено много исследований того, как отдельные виды реагируют на обогащение углекислым газом и подкисление воды. Пока общий масштаб этих изменений у морских животных в значительной степени неизвестен.
Чтобы получить первоначальный обзор, д-р Астрид Виттманн и профессор Ханс-Отто Портнер из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца (AWI), изучили все проведенные до сих пор исследования, посвященные последствиям воздействия океана. подкисление морских видов из пяти таксонов животных: кораллов, ракообразных, моллюсков, позвоночных, таких как рыбы, и иглокожих, таких как морские звезды и морские ежи. К концу они собрали в общей сложности 167 исследований с данными по более чем 150 различным видам. Для классификации этих результатов они использовали сценарии выбросов углекислого газа, на которых также основан мировой климатический отчет.
Эти сценарии позволяют прогнозировать влияние различных концентраций углекислого газа в атмосфере на далекое будущее.Результаты этой новой оценки очевидны. «Наше исследование показало, что на все группы животных, которые мы рассматривали, отрицательно влияет более высокая концентрация углекислого газа. Кораллы, иглокожие и моллюски, прежде всего, очень чувствительно реагируют на снижение значения pH», — говорит д-р Астрид Виттманн.
Некоторые иглокожие, такие как хрупкие звезды, имеют более низкие шансы на выживание в соответствии с предсказанными значениями углекислого газа на 2100 год. Напротив, только более высокие концентрации углекислого газа, по-видимому, будут иметь влияние на ракообразных, таких как атлантический краб-паук или съедобный краб. Однако чувствительность животных к понижающемуся значению pH может увеличиваться, если одновременно повышается температура моря.
Ученые из Института Альфреда Вегенера определили последствия закисления океана для приспособленности отдельных видов, используя физиологические особенности. «Например, мы рассматривали, изменяются ли метаболизм, рост, кальцификация или поведение при высоких концентрациях углекислого газа», — объясняет профессор доктор Ханс-Отто Портнер.Причина того, что разные таксоны по-разному реагируют на закисление океана, заключается в том, что они фундаментально различаются с точки зрения их функций организма. В то время как рыбы, например, очень активны физически и способны очень хорошо сбалансировать любое начальное падение значения pH в своей крови, для кораллов это труднее. Они проводят всю свою жизнь в одном месте и не могут также компенсировать более высокий уровень углекислого газа в своем организме, потому что у них отсутствуют эффективные физиологические механизмы.
Неспособность компенсировать значение pH в жидкостях организма может привести, например, к более низкому кальцификации кораллов, то есть его известковый скелет не защищает от эрозии, а также не может быть восстановлен или развит.Предположение, что рыба справляется с закислением океана лучше, чем кораллы, также становится очевидным, если взглянуть в прошлое. «Мы сравнили наши результаты с широко распространенной гибелью видов около 250 и 55 миллионов лет назад, когда концентрации CO2 также были повышены. Несмотря на относительно грубые заявления, которые мы смогли сделать с помощью образцов донных отложений из прошлого, мы обнаружили аналогичную чувствительность у те же таксоны животных ", — объясняет профессор Ханс-Отто Портнер. Распространение кораллов и размер рифов резко сократились 55 миллионов лет назад, в то время как рыбы продемонстрировали большую способность к адаптации и смогли еще больше расширить свое господство.
Открытие того, что в прошлом рыбы не были очень чувствительны к кислой воде, удивляет ученых, потому что текущие результаты исследований показывают, что рыбы на личиночной стадии весьма чувствительны к подкислению океана. «Не все эффекты, которые мы в настоящее время измеряем, имеют решающее значение для судьбы вида, возможно, в долгосрочной перспективе», — объясняет Портнер.Исследование биологов из Института Альфреда Вегенера было проведено в рамках Пятого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) и призвано дать обзор современного уровня научных знаний о закислении океана. «Для нас было важно не только представить результаты исследований последних лет, но и оценить, какое влияние изменение климата окажет на виды», — говорит Портнер.Это первый отчет МГЭИК, в котором подробно описаны последствия изменения климата для экосистем океанов.
Отчет будет опубликован в конце марта 2014 года и подготовлен так называемой второй рабочей группой, которая оценивает, как изменение климата влияет на социально-экономические и экологические системы.