Ученые перевернули будущее ключевых морских экосистем в XXI веке с ног на голову

Важнейшие морские экосистемы: на грани гибели?

Коралловые экосистемы — одни из самых биооразнообразных в море, что особенно важно, поскольку морских видов в несколько раз меньше, чем наземных. Иными словами, океан и так беден видами (как и биомассой) в сравнении с сушей. Научные работы последних 20 лет утверждали, что коралловые рифы под действием потепления и «закисления» морской воды будут терять биоразнообразие и гибнуть. Попадая в воду, СО2 образует ряд ионов и угольную кислоту, поэтому «закисление» морской воды — неизбежное следствие антропогенных выбросов углекислого газа.

Последняя оценка Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) предполагает, что 90% всех кораллов в мире погибнут уже к 2050 году. К 2100-му, утверждают авторы доклада, практически все (свыше 99%) коралловых рифов мира окажутся уничтоженными.

Разумеется, это вызывало серьезное беспокойство — и не только из-за потери биоразнообразия. Коралловые рифы поддерживают многие промысловые виды рыб, и без них рыбаки некоторых стран могут серьезно пострадать.

Что показал первый реалистичный эксперимент?

Новая работа американских биологов, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает совсем иное. Ее авторы провели комплексный эксперимент по воспроизведению экосистем кораллового рифа полностью. До них подобные опыты в полностью контролируемых условиях ставили только для отдельных видов коралловых экосистем, а не целиком. Такие эксперименты почти всегда показывали, что рост температуры воды и ее «закисление» ведут к упадку кораллов.

Чтобы воссоздать полную экосистему, авторы работы построили мезокосм — особую экспериментальную среду, в которую поселили восемь ключевых видов кораллов и основные виды рыб и водорослей. Затем в мезокосм проложили открытый водный путь из окрестностей ближайшего кораллового рифа, чтобы туда смогли свободно проникать новые виды.

Всего мезокосмов было четыре: один — с современными температурой и pH воды, другой — с повышенной на 2 °C, третий — с пониженным на 0,2 pH. В четвертом были и повышенная температура, и «закисленная» вода, то есть сочетались, предположительно, стрессовые факторы второго и третьего мезокосмов. Напомним: при потеплении на 2 °C МГЭИК прогнозирует гибель более чем 99% коралловых рифов.

На практике, однако, за два года наблюдений никакого стрессового состояния у всех видов — участников эксперимента обнаружить не удалось. Всего зарегистрировали следы 275 видов, причем в мезокосме с повышенной температурой их разнообразие было даже выше, чем в окружающей морской воде.

Учитывая, что эксперимент проводили на Гавайях, где морская вода и так довольно теплая, это впечатляющий результат. Особенно сильно стали расти красные водоросли. В условиях «закисления» морской воды биоразнообразние было снижено, хотя некоторые группы — членистоногие (а конкретнее — ракообразные) и иглокожие — испытали расцвет.

А вот там, где были и высокая температура, и «закисление», биоразнообразие оказалось точно таким же, как в контрольном эксперименте: с полностью современными условиями. Авторы заключают, что рост температур снижает возможное негативное влияние «закисления» на кальцификацию (отвердение) твердых кораллов, а также рост ряда других организмов. «Закисление» вод Мирового океана, в свою очередь, смягчает эффекты повышения температуры на некоторые морские виды.

Откуда взялись неверные предсказания?

Ученые делают вывод, что предсказания массовой потери биоразнообразия коралловых рифов к концу века неверны, поскольку основывались на экстраполяции экспериментов с отдельными видами в нетипичных для них условиях. К тому же мало какие авторы подобных опытов пробовали сочетать повышение температуры и падение pH.

Эксперименты по ним проводили по отдельности, а затем исследователи пытались складывать негативные эффекты опыта А, где кораллы жили при высокой температуре, и опыта Б, где они жили при пониженном pH. В итоге ученые делали вывод, что сочетание того и другого будет еще хуже, чем каждый из этих факторов-стрессоров по отдельности.

Новая работа исключительно важна, поскольку резко уточняет наши представления о будущем морских экосистем. Авторы выбрали те значения температуры и pH, что соответствуют самым высоким из возможных для конца нынешнего столетия, — между прогнозными сценариями RCP 6.0 и RCP 8.5. На практике сценарий RCP 8.5 нереалистичен, поскольку требует наращивания выбросов СО2 до 2100 года. Для этого понадобятся большие количества ископаемого топлива. Например, сжигание угля для него нужно поднять в шесть раз, для чего просто нет экономически целесообразных угольных ресурсов.То есть по сути исследователи заложили в свой эксперимент самый резкий изо всех возможных сценариев потепления и «закисления».

Следует отметить, что тема будущего экологического коллапса Мирового океана от потепления и «закисления» в этом году вызвала сильнейший скандал по поводу фальсификации целого ряда научных работы (об этом мы писали ранее). Многие утверждения по заданной теме — в том числе официальная позиция ООН — серьезно противоречат научным данным. Достаточно напомнить, что на сайте Организации Объединенных Наций все еще написано: «70 процентов поверхности Земли покрыто океанами — этой наиболее продуктивной естественной средой, где обитают 75 процентов всех известных биологических видов, <…> около одной трети колоний морских растений и организмов, за счет которых происходит образование рифов, находятся на грани исчезновения». Легко видеть, что тут используют неадекватные реальности цифры: в действительности менее четверти всех известных видов живут в океане, и примерно так же оценивается доля морских видов среди еще неоткрытых.

В условиях массового потребления информации низкой степени достоверности с самых высоких трибун работы, подобные описанной выше, играют огромную роль. Они позволяют описывать происходящее на научной основе, без некорректных искажений происходящего с морскими экосистемами. Эксперимент показывает, что прогноз Межправительственной группы экспертов по изменению климата о гибели более чем 99% коралловых рифов к 2100 году не имеет шансов на реализацию.

С научной точки зрения работа выделяется тем, что решает давний парадокс. Он состоит в том, что в древние теплые эпохи с высоким содержанием СО2 в воде кораллы процветали (еще в миоцене, всего несколько миллионов лет назад). Прогнозы о гибели кораллов от потепления всего на 2 °C здесь выглядели парадоксально: ведь в миоцене мир был теплее нынешнего куда более чем на 2 °С.