Вулканы Камчатки повышают продуктивность океана в двадцать раз

Российские океанологи из Тихоокеанского океанологического института имени В.И. Ильичева ДВО РАН провели масштабное исследование влияния речного стока на прибрежные экосистемы Камчатки. Специалисты сравнили две крупнейшие реки региона – Камчатку и Пенжину, обнаружив фундаментальные различия в их химическом составе и воздействии на морскую жизнь. Ключевым фактором, определяющим биологическую продуктивность прибрежных вод, оказался вулканизм. Результаты работы, опубликованные в международном научном издании Journal of Marine Science and Engineering, показывают, как геологические процессы на суше напрямую формируют кормовую базу для морских обитателей.

Река Камчатка, протекающая по восточной части полуострова, собирает воды с территорий активного вулканизма, включая район Ключевской группы вулканов и вулкана Шивелуч. Исследования показали, что воды этой реки насыщены растворенным неорганическим фосфором, азотом и силикатами. Концентрации этих веществ в устье реки в разные сезоны оказались сопоставимы с показателями рек в густонаселенных урбанизированных районах, куда попадают сельскохозяйственные стоки и канализация. Однако на Камчатке этот процесс имеет полностью естественное происхождение. Вулканический пепел и почвы, богатые минералами, служат мощным природным удобрением.

Особенно ярко этот эффект проявился после извержения вулкана Шивелуч в апреле 2023 года. Выпавший пепел покрыл снег в долине реки, и во время весеннего таяния в воду поступило огромное количество биогенных элементов, включая жизненно важное для фитопланктона железо. Это привело к бурному цветению микроводорослей в Камчатском заливе. Ученые зафиксировали, что биомасса зоопланктона – основного корма для рыб – в этом районе достигает впечатляющих показателей, превышающих 2000 мг/м³. Высокая продуктивность поддерживается благодаря постоянному выносу питательных веществ рекой, дренирующей вулканические ландшафты.

Совершенно иная картина наблюдается на северо-западе полуострова, в бассейне реки Пенжины. Эта территория лишена активных вулканов и находится в зоне вечной мерзлоты. Анализы показали очень низкое содержание минеральных форм фосфора и азота в водах Пенжины. Вместо этого река характеризуется высоким содержанием растворенного органического углерода, концентрация которого резко возрастает весной. Исследователи связывают это с сезонным таянием мерзлоты, которая высвобождает законсервированную органику.

Различие в химическом составе стока двух рек определяет колоссальную разницу в биологической продуктивности принимающих морских акваторий. В Пенжинской губе биомасса зоопланктона составляет около 100 мг/м³, что в двадцать раз меньше, чем в Камчатском заливе. Несмотря на активное приливное перемешивание вод в Охотском море, отсутствие мощной подпитки вулканическими минералами лишает местную экосистему взрывного роста биомассы, характерного для восточного побережья. Таким образом, вулканическая активность выступает главным драйвером плодородия океана в этом регионе.

Ученые также оценили влияние климатических изменений на гидрохимический баланс. Глобальное потепление приводит к ускоренному таянию ледников в горах и деградации вечной мерзлоты. Это меняет режим поступления веществ в океан: на востоке временно усиливается поток минеральных элементов из-за таяния ледников, а на севере растет вынос органики из оттаивающих почв. Понимание этих механизмов необходимо для прогнозирования состояния популяций промысловых рыб и общей устойчивости морских экосистем Камчатки в условиях меняющегося климата.