Как корродирующие морские конструкции создают жизненно важные места обитания для морской флоры и фауны
Ржавчина может быть очень досадной на новом велосипеде или автомобиле, но для свободно плавающих личинок морских животных она может стать идеальным домом.
Когда металл оказывается в море, происходит два процесса: он ржавеет (корродирует), а затем обрастает — покрывается морской слизью, водорослями и животными, такими как усоногие раки и асцидии.
Обрастание и коррозия фундаментально связаны. Корродированные поверхности чаще обрастают, а обрастание усугубляет коррозию. Поэтому вокруг затонувших кораблей и морских возобновляемых энергоустановок, таких как ветряные турбины, часто развиваются богатые и разнообразные экосистемы.
Коррозия происходит, когда химические элементы металлической конструкции (обычно в виде заряженных «ионов») реагируют с элементом в морской воде. Ржавчина — это реакция железа с кислородом, а её бурый цвет обусловлен оксидом железа (молекулой, содержащей железо и кислород).
Коррозия металла в морской воде высвобождает ионы металлов в воду. В высоких концентрациях некоторые из них потенциально токсичны для морской жизни. Например, медь может препятствовать формированию твёрдых богатых кальцием раковин у молоди усоногих раков. К счастью, потенциально токсичные компоненты (такие как тяжёлые металлы вроде ртути и свинца) присутствуют в большинстве конструкционных металлов в очень низких концентрациях. Фактически, наличие корродирующей конструкции обычно приносит экологическую пользу.
Исследование Тамсин Добсон показало, что организмы-обрастатели могут усиливать коррозию. Крупные организмы (например, усоногие раки и асцидии) прикрепляются к поверхности с помощью специального цемента или клея, который они выделяют.
Под организмом количество кислорода начинает снижаться по мере его дыхания (потребления пищи и кислорода для высвобождения энергии и CO2). Поскольку этот кислород не может пополняться из окружающей воды, хлориды металла реагируют с водородом в воде, образуя соляную кислоту. Эта кислота высококоррозионна. Многие бактерии-обрастатели также играют роль в коррозии металлов.
Морским организмам легче прикрепиться к шероховатой поверхности корродированного металла, чем к новой, гладкой и полированной. Трещины, создаваемые коррозией, также защищают организмы-обрастатели от окружающих течений. По мере развития коррозии шероховатость обеспечивает более крупные расщелины для роста этих организмов.
Когда морские обрастающие организмы, прикреплённые к корродированным конструкциям, размножаются, их крошечные личинки попадают в воду и переносятся океанскими течениями. В конечном итоге они могут осесть на других морских сооружениях, создавая сеть связанных местообитаний. Чем больше корродированных конструкций в районе, тем больше потенциальных новых домов для личинок.
Очаги местообитаний
Недавнее исследование Молли Джеймс с использованием компьютерных моделей показало, как океанские течения и ветровые паттерны действуют как магистрали, перенося личинки между конструкциями и способствуя формированию ярких взаимосвязанных морских сообществ. Существующие конструкции в Северном море непреднамеренно создали пять различных сообществ морской жизни — личинки, выпущенные с одной из конструкций, остаются в пределах сообщества, к которому принадлежит эта конструкция.
Такое же моделирование демонстрирует, что морские личинки дрейфуют на течениях и приливах, рассеиваясь в одних районах и скапливаясь в других, известных как «горячие точки». Эти горячие точки — идеальные места для создания искусственных рифов или охраняемых зон, где ограничены методы рыболовства или подводное строительство.
Предоставляя подходящие места обитания (например, участок корродированного металла) в таких горячих точках, можно повысить выживаемость морских организмов-обрастателей, давая им безопасное место для оседания и роста. Это, в свою очередь, обеспечивает больше пищи для молодых морских животных, питающихся организмами-обрастателями и их личинками, тем самым улучшая здоровье океана и повышая устойчивость морской экосистемы.