Главная » 2010 » Август » 31 » В Мировом океане становится всё меньше фитопланктона
10:14
В Мировом океане становится всё меньше фитопланктона
Фитопланктон, связывая в процессе
фотосинтеза CO2 и образуя органическое вещество, дает начало
всем пищевым цепям в океане. Анализ множества данных о количестве
фитопланктона в разных районах Мирового океана (с конца XIX века
рассчитанных по имеющимся оценкам прозрачности, а с начала 1980-х годов
получаемых дистанционно, с космических аппаратов) показывает, что
биомасса его за последнее столетие снижалась со скоростью около 1%
в год. Наиболее заметное снижение отмечено для центральных олиготрофных
районов океана. Хотя эти районы отличаются очень низкой продуктивностью,
они занимают огромную площадь, и потому суммарный их вклад в продукцию и
в биомассу фитопланктона океана оказывается весьма существенным.
Наиболее вероятная причина снижения биомассы — повышение температуры
поверхностного слоя океана, ведущее к уменьшению глубины перемешивания и
сокращению поступления из нижележащих слоев элементов минерального
питания.
Примерно половина всей первичной продукции нашей планеты (то есть
органического вещества, образуемого зелеными растениями и другими
фотосинтезирующими организмами) приходится на океан. Основные продуценты
океана — это взвешенные в верхних слоях водной толщи микроскопические
водоросли и цианобактерии (то, что в совокупности и называют
фитопланктоном). Широкомасштабное количественное изучение продукции и
биомассы фитопланктона Мирового океана развернулось в 1960-70-х годах.
Исследователи (в том числе из Института океанологии Академии наук СССР)
опирались тогда на метод, в основе которого — поглощение фитопланктоном
радиоактивного изотопа углерода 14C. Изотопом была помечена
двуокись углерода CO2, добавляемая в пробы воды с
фитопланктоном, поднятые на борт судна. В результате этих работ были
построены карты распределения фитопланктона по всей акватории Мирового
океана (см., например: Koblentz-Mishke et al., 1970). В центральных,
занимающих большую площадь, областях океана биомасса фитопланктона и его
продукция очень низкие. Высокие значения биомассы и продукции
приурочены к прибрежьям и районам апвеллингов (см.: Upwelling),
где к поверхности поднимаются глубинные воды, богатые элементами
минерального питания. Прежде всего это фосфор и азот, недостаток которых
как раз и ограничивает рост фитопланктона на большей части океанической
акватории.
Новый этап в количественном изучении распределения
фитопланктона Мирового океана начался в самом конце 1970-х годов, после
появления дистанционных (со спутников) методов зондирования
поверхностных вод и определения содержания в них хлорофилла. Хотя до
аппаратов, находящихся у верхней границе атмосферы, доходит не более 10%
фотонов света, который отражается от воды и несет информацию об ее
цветности, этого достаточно, чтобы рассчитать количество хлорофилла, а
соответственно, и биомассу фитопланктона (рис. 1). По величинам биомассы
можно судить и о продукции фитопланктона, что проверено в ходе
специальных исследований, сопоставляющих спутниковые данные с
результатами оценок продукции, полученных экспериментально in situ
на научно-исследовательских судах. Конечно, разные аппараты дают
несколько разные данные, но общая картина пространственного
распределения фитопланктона и его динамики (сезонной и межгодовой)
получается очень подробной. Достаточно сказать, что аппарат Sea WiFS
(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor — Широкополосный обозреватель
моря) сканирует весь мировой океана за два дня.
Накопленный за последние 30 лет огромный массив данных позволил
выявить определенные периодические колебания биомассы фитопланктона,
в частности связанные с Эль-Ниньо, или, точнее, с «Южной Осцилляцией» (El Niño-Southern Oscillation). Анализируя эти
материалы, исследователи высказывали предположение о существовании и
более долговременных изменений биомассы фитопланктона, но их трудно было
выявить из-за нехватки данных за период, предшествующий спутниковым
измерениям. Попытку хотя бы частично разрешить эту задачу предприняли
недавно специалисты из канадского университета Далхаузи в Галифаксе (Dalhousie
University, Halifax, Nova Scotia). Судить о биомассе фитопланктона
50 и даже 100 лет назад можно по оценкам прозрачности — величины, регулярно измеряемой в
научно-исследовательских экспедициях начиная с конца XIX века.