Загрязнение железом угрожает рыболовству в северной части Тихого океана

Железо, наряду с азотом и фосфором, жизненно необходимо для роста микроскопических водорослей – фитопланктона – в океане. Новое исследование, проведенное океанографами Гавайского университета в Маноа, выявило, что железо промышленного происхождения, попадающее в окружающую среду в результате сжигания угля и металлургического производства, изменяет экосистему Северо-Тихоокеанской переходной зоны. Этот регион, расположенный к северу от Гавайев, имеет большое значение для рыболовства в Тихом океане. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences USA.

Ник Хауко, ведущий автор исследования и доцент кафедры океанографии Школы наук об океане и Земле Гавайского университета в Маноа, говорит, что это пример того, как масштабное антропогенное загрязнение способно воздействовать на морские экосистемы, находящиеся за тысячи миль от источника.

Железо антропогенного происхождения попадает в атмосферу и переносится на большие расстояния, достигая удаленных участков суши и океана, прежде чем выпасть на поверхность с осадками. Ранее промышленное железо уже обнаруживали в Северо-Тихоокеанской переходной зоне, однако его влияние на экосистему оставалось неясным.

Чтобы понять сезонный цикл поступления железа, роста фитопланктона и перемешивания океанских вод, Хауко и его коллеги из нескольких университетов проанализировали образцы воды и фитопланктона, а также изучили динамику океана в ходе четырех экспедиций в этот регион Тихого океана. Они также исследовали изотопный состав железа в этих водах, чтобы определить, имеет ли оно уникальную сигнатуру, характерную для железа промышленного происхождения.

Исследовательская группа установила, что весной фитопланктон в этом регионе испытывает дефицит железа, поэтому увеличение поступления этого элемента вызывает более активное весеннее «цветение» водорослей, типичное для данной местности. Однако в результате такого бурного роста фитопланктон быстрее истощает другие питательные вещества, что приводит к резкому сокращению его численности позднее в сезоне. Важно отметить, что изотопная сигнатура железа действительно подтвердила присутствие промышленного железа в Тихом океане, за тысячи миль от его источников.

Хауко поясняет, что в океане существуют невидимые для нас границы, которые, тем не менее, хорошо известны различным микроорганизмам и животным, обитающим там. Северо-Тихоокеанская переходная зона является одной из таких границ. Она отделяет бедные питательными веществами океанические круговороты от богатых питательными веществами умеренных экосистем на севере. По его словам, с поступлением большего количества железа в систему эта граница смещается на север, и ученые также ожидают, что эти границы будут сдвигаться к северу по мере потепления океана.

Хауко делится мнением, что это не обязательно является исключительно негативным явлением. Однако, к сожалению, регионы переходной зоны, расположенные ближе к Гавайям, оказываются в проигрыше.

Он говорит, что это «двойной удар»: промышленное железо воздействует на основание пищевой цепи, а потепление океана смещает богатые фитопланктоном воды все дальше и дальше от Гавайев.

В настоящее время исследовательская группа разрабатывает новые методы мониторинга обеспеченности океанического планктона железом. Это поможет пролить свет на то, как изменения в поступлении железа, как из природных, так и из промышленных источников, могут повлиять на жизнь в океане.