Океани Землі сповнені життя, і багато істот живуть під водою. Але не скрізь у морі можливе життя.
В останні роки вчених все більше турбують «мертві зони»: райони з гіпоксичною водою в океані, де рівень кисню настільки низький, що морські тварини не можуть вижити в них.
В останні десятиліття мертві зони значно розширилися, а також більше не обмежуються океаном, при цьому втрата кисню в озерах зараз випереджає те ж явище на суші.
Однак, як би не викликали занепокоєння мертві зони, це не зовсім нова проблема у Світовому океані, кажуть вчені.
У новому дослідженні вони виявили, що мертві зони насправді були повторюваною особливістю Тихого океану довше, ніж будь-хто коли-небудь припускав - принаймні, близько протягом 1,2 мільйона років.
Аналізуючи керн давніх відкладень, пробурених на дні Берингова моря в північній частині Тихого океану, вчені ідентифікували 27 окремих випадків мертвих зон - офіційно званих зонами кисневого мінімуму (oxygen minimum zones, OMZ) - за останні 1,2 мільйона років, припускаючи, що повторні напади гіпоксії були відносно регулярною особливістю Тихого океану протягом плейстоцену.
До цього було відомо, що кінець останнього льодовикового періоду (приблизно 12000 років тому) збігся з широко поширеною гіпоксією в північній частині Тихого океану, оскільки великі події потепління спровокували танення крижаного покриву, яке відправило величезну кількість прісної води в океан.
Але мертві зони існували задовго до цього, як показує кернові відкладення, і зазвичай не потрібно таких драматичних перетворень навколишнього середовища, щоб вони виникли.
«Для того, щоб це сталося, не потрібні такі серйозні обурення, як танення крижаних щитів», - говорить вчений-океанолог Ана Крістіна Равело з Каліфорнійського університету в Санта-Крус.
"Ці різкі гіпоксичні явища насправді звичайні в геологічному літописі, і вони зазвичай не пов'язані з дегляціацією. Вони майже завжди відбуваються під час теплих міжльодовикових періодів, подібних тому, який ми переживаємо зараз ".
Серед 27 ідентифікованих сигналів зон кисневого мінімуму - позначених шарами в керні, що відображають ненарушені відкладення, відкладені за відсутності живих істот - деякі інтервали мертвої зони тривали менше тисячі років, в той час як в інших зберігалися гіпоксичні умови майже 40 тисячоліть.
Хоча зони кисневого мінімуму виникали в різний час, вони, тим не менш, були регулярним явищем протягом плейстоцену, що свідчить про те, що в океані мертві зони є частиною життя.
«Ми не знаємо, наскільки вони були широкими [за межами північної частини Тихого океану], але ми знаємо, що вони були дуже інтенсивними», - каже Крістіна Равело. «Біологічна система підготовлена до такого типу подій».
Зони кисневого мінімуму часто пов'язують зі шкідливим цвітінням водоростей, що складається з мікроскопічних організмів, які в кінцевому підсумку розкладаються і опускаються на морське дно. У міру того, як вони тонуть, бактеріальна деградація біомаси призводить до споживання кисню у воді.
У сьогоднішніх мертвих зонах забруднення навколишнього середовища є великою частиною проблеми, оскільки продукти життєдіяльності людини (особливо сільськогосподарські добрива) потрапляють в океан і водні шляхи, виступаючи як джерело поживних речовин, що приваблюють безліч морських водоростей.
Більш тепла вода робить мертві зони більш імовірними, як і умови циркуляції океану, але тут присутні й інші фактори.
«Наше дослідження показує, що високий рівень моря, що виникає під час теплого міжльодовикового клімату, сприяв цим гіпоксичним явищам», - кажуть вчені.
«Під час високого рівня моря розчинене залізо із затоплених континентальних шельфів може переноситися у відкритий океан і сприяти інтенсивному зростанню фітопланктону в поверхневих водах».
Наскільки широко можуть бути поширені мертві зони в майбутньому - це нагальне питання, на яке можна відповісти, пробуривши глибокі керни відкладень з інших океанічних місць, щоб спробувати кількісно оцінити географічну протяжність попередніх OMZ.
Ці кадри з минулого океану можуть виявитися зловісним передзнаменуванням масштабу завтрашніх мертвих зон. Деякі вчені вже прогнозують, що рівень кисню в світовому океані буде продовжувати знижуватися протягом наступної тисячі років або навіть більше.
«Важливо зрозуміти, чи підштовхує зміна клімату океани до» переломного моменту «для різкої і важкої гіпоксії, яка зруйнує екосистеми, джерела їжі та економіку», - кажуть дослідники.
Результати роботи опубліковані в Science Advances.