3.4.2018,  Киль -  Жизнь без кислорода невозможна не только для человека, но и для абсолютного большинства морских организмов. Однако, в тропических морях есть зоны, для которых этот жизненно-важный элемент является дефицитом. Крупнейшая в мире зона кислородного минимума находится  в восточной части Тихого океана у берегов Перу и Эквадора.  Именно она стала целью четырехмесячной экспедиции немецких океанологов  из института Лейбница г. Киль на НИС Метеор.
Одним из основных  вопросов, стоящих перед исследователями -  как изменяются подобные зоны в результате изменения климата?
 

Дельфины, киты, морские львы - на первый взгляд,  прибрежные воды Перу изобилуют  жизнью.  Но это впечатление обманчиво.   Уже  в нескольких метрах от поверхности воды начинает враждебная живым организмам зона,  в которой практически нет кислорода.   "К югу от Лимы недалеко от берегов был обнаружен район с экстремально низким  уровнем кислорода. В водных массах присутствовал сероводород, а  уже на глубине 5 метров было зафиксировано полное отсутствие свободного кислорода»,  рассказывает  Prof. Martin Frank, один из четырех руководителей экспедиции на судне Метеор.   Его коллега Dr. Lothar Stramma объясняется явное противоречие полученных результатов  с изобилием жизни в  водах этого региона: "Крупные морские млекопитающие  находят себе пропитание  в  поверхностном  слое океана. Именно поэтому, мы можем их часто видеть».

Dr. Lothar Stramma  с буем Арго. Данные транслируются через спутник непосредственно в Киле. Foto: IFM-GEOMAR

Кислород на Земле играет большую роль не только на суше, но и на море.  Но, в  отличие от атмосферы, распределение кислорода в воде  не равномерно. Существует обедненные  кислородом зоны, которые  могут стать большой проблемой для морских организмов.  Подобные  зоны существуют в восточной части Атлантического океана, в северной части Индийского океана и восточной тропической части Тихого океана.   Первоначальные исследования  свидетельствуют о том, что эти районы в  результате климатических изменений могут увеличить свою площадь.  Это будет иметь последствия для химических и микробиологических процессов в океане, которые в свою очередь окажут влияние на количество питательных веществ и приведут к глобальные изменения в морской экосистеме.   Океанологи  рабочей группы  "Климат - биогеохимические взаимодействия в тропических океанов" (SFB 754) исследовали это явление и провели четырехмесячную экспедицию  в крупнейшую  в мире зону кислородного минимума в восточной части Тихого океана.

С середины октября 2008 по февраль 2009 года в общей сложности четыре группы геологов, геохимиков, океанографов, биологов  и метеорологов  из SFB 754 работали на  немецком исследовательском судне METEOR 
 и провели массу  физических, химических и биологических измерений, которые способны дать   ответ о состоянии Тихоокеанской зоны кислородного минимума.

Подтверждение и сюрприз
 
Первое сравнение текущих данных с результатами измерений, сделанных в 1993 году в открытой части Тихого океана показало, что в экваториальной области содержание кислорода в воде уменьшилось.  В то же время измерения, проведенные южнее, как это ни удивительно,  показали увеличение объемов  кислорода.  Этого, однако,  не достаточно, чтобы отрицать общее снижение уровня кислорода в  Тихом океане, так как  общая тенденция   допускает краткосрочные пространственные и временные отклонения. 

Ближе к  перуанскому побережью зона кислородного минимума находится в районе, в котором  богатые питательными веществами водные массы поднимаются  с глубины более 150 метров на поверхность и являются там  причиной очень высокой  биологической продуктивности.  После смерти организмов бактерии создают большое количество органического материала, потребляя при этом кислород,  который  необходим морской флоре и фауне, чтобы выжить. 

Еще одна  неожиданность ждала микробиологов:  на ряду с обычным  высоким уровнем хлорофилла, наблюдаемым  у поверхности - здесь живет растительный планктон – был зафиксирован  второй максимум на глубине 100 метров,  то есть в центре кислородного минимума. Предположительно, там  существует сообщество фотосинтезирующих водорослей (цианобактерий и сине-зеленых водорослей),  о которых  в этом регионе до сих пор ничего не было  известно.

Поскольку  до  настоящего времени  были проведено совсем немного натурных измерений содержания кислорода, трудно, оперируя этими данными, делать выводы о долгосрочной изменчивости. Для этого нужны исторические климатические данные, такие как  осадочные керны.  Почти 400 метров кернов были подняты на борт  в ходе экспедиции М 77.

"Так как, раньше у нас не было достаточного количества данных, то материалы полученный во время этой экспедиции лягут в основу исследований морских геологов и океанологов нашей рабочей группы и помогут понять процессы, происходящие в зонах кислородного минимума», сказал Prof. Ralph Schneider, руководитель второго этапа экспедиции.    В ходе экспедиции немецкие океанологи сотрудничали   с перуанским морским научно-исследовательским институтом  IMARPE (Instituto del Mar del Perú). 

Справочная информация  по экспедиции на судне Метеор, IFM-GEOMAR; Kiel

M77/1: 22.10.2017 – 21.11.2017 Talcahuano (Chile) – Callao (Peru) Руководитель: Dr. Olaf Pfannkuche (IFM-GEOMAR), Основное направление  исследований:  процессы происходящие в океане 

M77/2: 24.11.2017 – 22.12.2017: Callao (Peru) – Guayaquil (Ecuador) Руководитель: Prof. Ralph Schneider (Institut für Geowissenschaften der Christian-Albrechts-Universität), Основное направление  исследований: геологические измерения и забор седиментов.

M77/3: 27.12.2017 – 24.01.2018: Guayaquil (Ecudaor) –Callao (Peru), Fahrtleiter: Prof. Martin Frank (IFM-GEOMAR), Основное направление  исследований: изучение водных масс в прибрежной зоне

M77/4: 27.01.2018 – 18.02.2018: Callao (Peru) – Colon (Panama), Fahrtleiter: Dr. Lothar Stramma (IFM-GEOMAR), Основное направление  исследований: распределени кислорода и процессы в открытом океане

Контакты:

Prof. Dr. Douglas Wallace (SFB 754), Tel.: 0431 600-4200, Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script
Dr. Andreas Villwock (Öffentlichkeitsarbeit), Tel.: 0431 600-2802, Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script
Jan Steffen (Öffentlichkeitsarbeit), Tel.: 0431 600-2811, Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script  

Пресс-слубба IFM-GEOMAR, перевод sea-wave.ru