Ми звикли думати про забруднення моря як про пластик, нафту чи токсичні речовини. Але є інша, значно менш помітна проблема: людська діяльність поступово змінює хімічний баланс прибережних вод.
І наслідки можуть бути серйозними — від надмірного росту водоростей до нестачі кисню та змін у морських екосистемах. Нове глобальне дослідження показало, що особливо сильно цей процес пов’язаний із тим, скільки азоту, фосфору та кремнію потрапляє до моря.
Узбережжя живиться одразу з двох боків
Прибережні води перебувають буквально між двома світами. З одного боку — суходіл, звідки поживні речовини надходять річками, ґрунтовими водами та з атмосфери. З іншого — відкритий океан, який може приносити їх завдяки підйому глибинних вод і морським течіям. Тому велика кількість поживних речовин біля берега не обов’язково означає, що винні саме люди.
Дослідники з Університету штату Вашингтон спробували вперше звести ці джерела в одну глобальну картину. Вони проаналізували 66 великих прибережних регіонів і 152 менші ділянки. Результат виявився набагато складнішим за просту схему «більше забруднення — більше водоростей». Дослідження опубліковане в журналі Global Biogeochemical Cycles.
Азоту від людей стає дедалі більше
У глобальному масштабі океан усе ще постачає більшість поживних речовин до прибережних зон. Але якщо подивитися на окремі ділянки, картина різко змінюється.
У приблизно 56% світової берегової лінії надходження азоту із суходолу перевищує морське надходження азоту. А в чверті досліджених малих прибережних районів діяльність людини приносить більше азоту, ніж усі природні наземні та океанічні джерела разом.
Одним із головних джерел є річки, а значну роль тут відіграє інтенсивне сільське господарство. Разом із азотом у багатьох місцях зростає і надходження фосфору. І саме тут починається проблема.
Важлива не лише кількість, а й співвідношення
Для водоростей недостатньо просто отримати багато поживних речовин. Важливо, у якому співвідношенні вони надходять. Азот, фосфор і кремній працюють разом, але різні групи мікроскопічних водоростей мають різні потреби. Особливо цікавий кремній. Його використовують, зокрема, діатомові водорості — одна з найпоширеніших груп мікроводоростей.
Людська діяльність у багатьох місцях збільшує надходження азоту та фосфору, але з кремнієм ситуація зовсім інша. Деякі дамби затримують кремній у водосховищах, не дозволяючи йому потрапити до моря разом із річковою водою.
У результаті може виникати своєрідний дисбаланс: азоту та фосфору стає більше, а кремній не зростає такими самими темпами. Це не означає, що цвітіння води автоматично станеться. Але такі умови можуть давати перевагу водоростям, яким для росту потрібно менше кремнію, серед яких є й потенційно шкідливі види.
На глобальній карті вже видно зміни
Дослідники використали спеціальний показник — індекс потенціалу евтрофікації прибережних вод (ICEP). Він допомагає оцінити, наскільки співвідношення азоту або фосфору до кремнію може сприяти росту водоростей, які не залежать від великої кількості кремнію.
Результат привернув увагу: ICEP зріс у 128 із 152 досліджених малих прибережних районів. У 35 із них показник перейшов із негативних у позитивні значення. Серед таких зон опинилися окремі ділянки Азії, Мексиканської затоки та Середземномор’я. Водночас не всі узбережжя реагують однаково.
Деякі моря людина майже не може «перебити»
Це одна з найцікавіших частин дослідження. Дослідники змоделювали, що станеться, якщо людські надходження азоту та фосфору скоротити вдвічі або, навпаки, подвоїти. Зменшення навантаження вдвічі перевело 11 малих прибережних районів із позитивних значень ICEP у негативні. Подвоєння забруднення спричинило протилежний перехід ще у 11 районах.
Але більшість узбереж не перетнула цю межу.
Причина проста: у деяких місцях океан сам приносить настільки багато поживних речовин, що навіть суттєве скорочення наземного забруднення не здатне повністю змінити природний баланс. І це важливий сигнал для екологічної політики: однакова стратегія не обов’язково працюватиме однаково добре всюди.
Це не прогноз наступної «мертвої зони»
Вчені наголошують, що їхня робота не може сказати, де саме наступного року станеться шкідливе цвітіння водоростей. Глобальна модель працює з великими регіонами та довгостроковими оцінками. Вона не враховує всіх процесів, які відбуваються в конкретній затоці чи біля окремого пляжу.
Є й прогалини в даних. Наприклад, дослідники не змогли повністю врахувати атмосферний кремній та його надходження через підводні ґрунтові води. Тому це радше глобальна карта ризиків, а не прогноз майбутньої катастрофи.
Людський фактор усе одно має значення
Попри всі обмеження, дослідження показує важливу річ: люди не просто додають у море більше поживних речовин. Вони можуть змінювати співвідношення між ними, а отже — впливати на те, які організми отримують перевагу в прибережній екосистемі. Для районів, де людські джерела становлять значну частину поживного навантаження, скорочення забруднення може дати помітний результат.
А там, де домінують природні океанічні потоки, ситуація значно складніша. Отже, проблема прибережних вод виявилася тоншою, ніж здавалося. Ми змінюємо море не лише тим, що в нього викидаємо, а й тим, як змінюємо природний баланс речовин, необхідних для життя.