Предыдущие анализы были сосредоточены в основном на потеплении и закислении океана, при этом существенно недооценивались биологические и социальные последствия изменения климата. С учетом предсказуемых синергетических изменений, таких как истощение растворенного кислорода в морской воде и снижение продуктивности экосистем океана, новое исследование показывает, что к 2100 году климатические изменения не затронут ни один уголок мирового океана.
«Когда вы смотрите на мировой океан, есть несколько мест, которые не будут подвержены изменениям; большинство из них пострадают от одновременного воздействия потепления, подкисления, снижения кислорода и продуктивности», — сказал ведущий автор Камило Мора, доцент кафедры. Географии в Колледже социальных наук Гавайского университета в Маноа (UH Manoa). «Последствия этих сопутствующих изменений огромны — все, от выживания видов до численности, размера ареала, размера тела, богатства видов и функционирования экосистемы, зависит от изменений в биогеохимии океана».Человеческие последствия этих изменений, вероятно, будут огромными и разрушительными. Это может повлиять на продовольственные цепочки, рыболовство и туризм.
Исследование показывает, что от 470 до 870 миллионов беднейших людей мира полагаются на океан для получения пищи, рабочих мест и доходов и живут в странах, где морские товары и услуги могут быть скомпрометированы многочисленными биогеохимическими изменениями океана.Мора и Крейг Смит из Школы наук о океане и Земле и технологий Университета Маноа (SOEST) работали с 28 участниками международного сотрудничества, состоящими из специалистов по моделированию климата, биогеохимиков, океанографов и социологов, над разработкой исследования, которое должно быть опубликовано 15 октября в научный журнал PLOS Biology.Для обоснования своего анализа исследователи использовали самые последние и надежные модели прогнозируемого изменения климата, разработанные для Пятого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК). Они количественно оценили степень одновременного возникновения изменений температуры, pH, кислорода и первичной продуктивности на основе двух сценариев: обычного сценария, при котором концентрации CO2 в атмосфере могут достичь 900 ppm к 2100 году, и альтернативного сценария, при котором концентрации достигают лишь 550 ppm к 2100 году (что представляет собой согласованные и быстрые усилия по снижению выбросов CO2, начиная с сегодняшнего дня).
Они обнаружили, что большая часть поверхности мирового океана будет одновременно подвергаться воздействию различной интенсивности потепления, закисления, кислородного истощения или снижения продуктивности океана. Только очень небольшая часть океанов, в основном в полярных регионах, столкнется с противоположными эффектами увеличения кислорода или продуктивности, и нигде не будет охлаждения или повышения pH.
«Даже кажущиеся положительными изменения в высоких широтах не обязательно приносят пользу. Инвазивные виды мигрируют в эти районы из-за меняющихся условий океана и будут угрожать местным видам и людям, которые от них зависят», — сказал соавтор Чи-Линь Вэй. , научный сотрудник Центра океанологии Мемориального университета Ньюфаундленда, Канада.
Исследователи составили карты глобального распределения 32 морских местообитаний и горячих точек биоразнообразия, чтобы оценить их потенциальную уязвимость к изменениям. В качестве заключительного шага они использовали имеющиеся данные о зависимости человека от океанских товаров и услуг и социальной адаптации для оценки уязвимости прибрежного населения к прогнозируемым биогеохимическим изменениям океана.«В других исследованиях рассматривались мелкомасштабные воздействия, но это первый раз, когда мы смогли изучить весь мировой океан и понять, как сопутствующие факторы стресса по-разному влияют на различные среды обитания и людей Земли», — сказал соавтор. Эндрю Тербер, научный сотрудник Университета штата Орегон. «Реальная сила заключается в количественном прогнозном подходе с использованием климатических моделей IPCC, которые позволяют нам увидеть, насколько все это изменится, а также насколько уверены мы в наших оценках».
К 2100 году глобальные средние значения для верхнего слоя океана могут испытать повышение температуры на 1,2–2,6 ° C, снижение концентрации растворенного кислорода на ~ 2–4% от текущих значений, снижение pH на 0,15–0,31 и уменьшение. продукция фитопланктона от ~ 4% до 10% от текущих значений. Предполагалось, что морское дно испытает меньшие изменения температуры и pH, а также аналогичные сокращения растворенного кислорода.
Из многих морских местообитаний, проанализированных в ходе исследования, исследователи обнаружили, что коралловые рифы, заросли водорослей и мелководные бентосные среды с мягким дном испытают наибольшие абсолютные изменения в биогеохимии океана, в то время как глубоководные среды обитания испытают наименьшие изменения.Соавтор Лиза Левин, профессор Института океанографии Скриппса в Калифорнийском университете в Сан-Диего, отмечает: «Поскольку многие глубоководные экосистемы настолько стабильны, даже небольшие изменения температуры, кислорода и pH могут снизить устойчивость глубоководные сообщества. Это вызывает растущую озабоченность, поскольку люди добывают больше ресурсов и создают больше нарушений в глубинах океана ".«Глубоководное дно покрывает большую часть поверхности Земли и обеспечивает целый ряд важных экосистемных услуг, включая связывание углерода в донных отложениях, буферизацию кислотности океана и обеспечение огромного резервуара биоразнообразия», — сказал Смит. «Тем не менее, очень мало внимания уделяется моделированию воздействия изменения климата на эти поистине обширные экосистемы.
Возможно, неудивительно, что многие экосистемы глубоководного дна кажутся восприимчивыми к последствиям потепления климата в следующем столетии».«Воздействие изменения климата будет ощущаться от поверхности океана до морского дна.
Действительно страшно представить, насколько масштабными будут эти воздействия», — сказал соавтор Эндрю К. Свитман, который помог собрать первоначальную команду исследователей и в настоящее время возглавляет группу по исследованию глубоководных экосистем в Международном научно-исследовательском институте Ставангера, Норвегия. «Это одно из наследий, которое нам, людям, нельзя игнорировать».