Ученые открыли «темные волны» – длительные периоды темноты в океане, угрожающие морской жизни
Подобно тому, как небо на Земле может помрачнеть из-за облаков или смога, океанские глубины также могут погружаться во мрак. Эти продолжительные периоды темноты – не просто проходящие тени; они способны охватывать части океана на месяцы, оказывая разрушительное воздействие на подводные экосистемы. Теперь ученые разработали концептуальную основу для понимания феномена, который они называют «морскими темными волнами» – временных, но потенциально катастрофических событий, способных серьезно повлиять на морские организмы, зависящие от света.
«Свет является фундаментальным драйвером продуктивности морской среды вплоть до верхних звеньев пищевой цепи, однако до сих пор у нас не было последовательного способа измерять экстремальное сокращение подводного освещения, и у этого явления даже не было названия», – поясняет морской ученый Франсуа Тораль из университетов Вайкато и Кентербери в Новой Зеландии. «Концепция морских темных волн позволяет нам определять, когда и где происходят эти события, проливая новый свет на критическое, но часто упускаемое из виду явление».
Уже много лет ученые отслеживают феномен «потемнения океана» – долгосрочное, постепенное снижение прозрачности воды, ограничивающее количество света, проникающего в ее толщу. Однако это медленный, устойчивый процесс, длящийся десятилетиями. Он не включает в себя короткие, интенсивные, эпизодические периоды темноты, вызванные штормами, цветением водорослей и осаждением осадков, которые часто следуют за природными событиями, такими как лесные пожары, циклоны и оползни. Эти интенсивные периоды затемнения – «морские темные волны» – могут быть столь же разрушительными, как и медленное долгосрочное затухание света.
Новая работа дает ученым инструмент для выявления таких краткосрочных событий, адаптируя подходы, используемые для обнаружения других эпизодических океанских явлений, таких как морские тепловые волны и похолодания. Это позволило установить определяющие параметры для «темной волны»: минимальная продолжительность, степень потери света относительно сезонной нормы и глубина, на которой это происходит.
Затем команда применила эту модель к 16-летним измерениям подводного освещения у побережья Калифорнии и 10-летним данным с прибрежных участков в заливе Хаураки (Тикапа-Моана) в Новой Зеландии. Также они проанализировали 21-летние спутниковые данные об освещенности морского дна у восточного мыса Новой Зеландии.
В период с 2002 по 2023 год у восточного мыса было зафиксировано от 25 до 80 «темных волн», обычно длящихся в среднем от 5 до 15 дней. Самое продолжительное событие длилось 64 дня. Многие из этих событий были связаны со штормовыми условиями, включая циклоны. Другими причинами стали загрязнение водой с эродированной почвой из-за вырубки лесов, сток после лесных пожаров, цветение планктона, а также, потенциально, дноуглубительные и берегоукрепительные работы.
В экстремальных случаях, в пик таких «волн», степень затемнения может создавать буквально самые темные дни для этих участков океана в данное время года. Исследование напрямую не оценивало последствия для морской жизни, но указало на ранее опубликованные работы, показывающие, что снижение уровня света влияет на целые экосистемы – от водорослевых лесов до сообществ макроводорослей и медуз.
«Даже короткие периоды снижения освещенности могут нарушить фотосинтез в ламинариевых лесах, у морских трав и кораллов, – говорит Тораль. – Эти события также могут влиять на поведение рыб, акул и морских млекопитающих. Когда темнота сохраняется, экологические последствия могут быть значительными».
Для классификации типов событий и оценки ущерба экосистемам потребуются дальнейшие исследования. Однако теперь, когда основа создана, будущая работа имеет прочную базу. «Прибрежные экосистемы все чаще подвергаются воздействию штормовых наносов и высокой климатической изменчивости, – отмечает прибрежный эколог Крис Баттерсхилл из Университета Вайкато. – Концепция "темных волн" помогает понять, когда эти системы испытывают острый стресс. Этот подход будет бесценен для местных сообществ, прибрежных жителей и защитников морской среды, которым нужна точная информация для принятия решений».
Исследование было в журнале Communications Earth & Environment.