Карты времен Первой мировой войны помогли проследить историю водорослевых лесов на северо-западе Тихого океана
В начале 1900-х годов Министерство сельского хозяйства США (USDA) столкнулось с проблемой: страна сильно зависела от импортных удобрений. Ключевой их компонент — поташ (смесь калия и солей) — добывался почти исключительно в Германии. Немецкие шахты поставляли почти весь мировой объем поташа, при этом США потребляли около 1/5 от этого объема — половину от немецкого экспорта.
Стремясь снизить эту зависимость, USDA заказало несколько обследований альтернативного источника поташа — зарослей бурых водорослей (kelp) на северо-западе Тихого океана. Эти водоросли — природный источник калия, азота и солей.
USDA направило геодезистов, включая эколога Джорджа Ригга из Вашингтонского университета, для картирования зарослей вдоль побережья Калифорнии, Орегона, Вашингтона и Аляски. Ригг на яхте с 40-сильным мотором картировал побережье Пьюджет-Саунд в 1911–1912 гг.
Более 100 лет спустя ученые Чикагского университета использовали эти карты, чтобы отследить исторические изменения в лесах водорослей. Оригинальные карты оказались в библиотеке университета, где их обнаружила профессор экологии и эволюции Кэти Пфистер. Она оцифровала карты и сравнила их с современными съемками, проведенными Департаментом природных ресурсов штата Вашингтон за последние 26 лет.
Результаты оказались относительно позитивными на фоне ускоряющихся климатических изменений: обилие большинства современных зарослей водорослей у побережья Вашингтона оставалось постоянным на протяжении последнего столетия, несмотря на повышение температуры морской воды на 0,72 °C. Исключением стали лишь заросли, ближайшие к Пьюджет-Саунд, Сиэтлу и Такоме.
"Водоросли — это устойчивая и жизнестойкая структура. Данные показывают, что они сохраняются, пока имеют доступ к хорошему качеству воды и омываются волнами", — сказала Пфистер.
Исследователи также изучили конкуренцию между видами водорослей в этом районе. Хотя заросли сохранялись на протяжении десятилетий, их популяции могли сильно колебаться из года в год. Два доминирующих вида — однолетний bull kelp и многолетний giant kelp — колебались схожим образом. Урожайные годы для водорослей оказались связаны с более низкой температурой морской воды, что является тревожным фактором в условиях продолжающегося потепления океана.
Понимание влияния изменений в океане на водоросли важно, потому что они являются "видом-основателем" — ключевым источником пищи и среды обитания для множества организмов.
"Водоросли — это природный элемент, который создает среду обитания для сотен, вероятно, тысяч видов рыб, беспозвоночных и микробов. Они действительно являются центром биоразнообразия вдоль этих берегов", — отметила Пфистер.
Хотя отчет USDA 1915 года умалчивает о конкретных планах по использованию водорослей, контекст эпохи дает подсказку. Поскольку мировой запас поташа поступал из все более агрессивной Германской империи накануне Первой мировой войны, можно предположить интерес к другому продукту переработки водорослей — нитрату калия (селитре), ключевому компоненту пороха.
В конечном итоге водоросли так и не стали основным источником поташа для сельского хозяйства США. После войны добыча азота из водорослей оказалась дороже нового коммерческого процесса, изобретенного Фрицем Габером в Германии для фиксации атмосферного азота. К счастью для множества зависящих от них видов, заросли водорослей (и исторические карты) сохранились.