Как рыбы влияют на хранение углерода в океане
Углерод — химический элемент, содержащийся в парниковом газе CO₂, который выделяется при сжигании ископаемого топлива. Когда углерод хранится в океане, а не остаётся в атмосфере, это помогает смягчить изменение климата на суше.
«В открытом океане, без рыб, углерод остаётся у поверхности, откуда легко возвращается в атмосферу. Рыбы действуют как транспортировщики, помогая доставить углерод на глубину, где он может храниться долгое время», — говорит Анжела Мартин. Однако о роли прибрежных рыб известно мало.
В своём докторском исследовании в Университете Агдера (UiA) она изучала фекалии нескольких видов прибрежных рыб. Оказалось, что они влияют на хранение углерода в океане несколькими разными способами. Эти выводы могут повлиять на управление морскими ресурсами.
«Люди думают о рыбе как о ресурсе для вылова. Но у них много других функций, которых мы не видим и о которых не задумываемся», — говорит Мартин, которая сейчас работает советником в британских природоохранных органах.
Измерение содержания углерода
Мартин разработала новые методы изучения рыбных фекалий. Она исследовала фекалии 10 норвежских видов рыб: мерланга, сайды, атлантической трески, европейского керчака, скумбрии, руленя, губан-зеленухи, красного губанчика, золотистого губанчика и черной бычка.
Виды были собраны в Скагерраке и у западного побережья Норвегии в период с 2018 по 2020 год. Исследователь проанализировала фекалии всех 10 видов, чтобы измерить содержание углерода.
«Оценка содержания углерода в фекалиях рыб помогает нам понять, насколько важны рыбы для транспортировки и хранения углерода в прибрежных экосистемах», — говорит она.
Мартин также измерила скорость погружения фекалий для четырёх видов: атлантической трески, губан-зеленухи, руленя и черного бычка.
Скорость погружения говорит о вероятной судьбе углерода в фекалиях. Она указывает, быстро ли он опустится в донные отложения, где может оставаться долгое время, или будет медленно дрейфовать у поверхности, где может быстро разложиться и вернуться в атмосферу.
«С этими четырьмя видами относительно легко работать, поэтому я решила сосредоточиться именно на них, разрабатывая методы сбора фекалий», — объясняет она.
Фекалии атлантической трески, губан-зеленухи, руленя и черного бычка содержали от 17% до 38% углерода. При этом она обнаружила, что фекалии быстро опускались на морское дно — со скоростью от 2550 до 6390 метров в день.
«Я обнаружила большие вариации. Одна и та же рыба могла производить совершенно разные фекалии в зависимости от того, что она ела. У рыб, питавшихся водорослями, фекалии погружались медленнее, чем у рыб, питавшихся организмами с раковинами», — говорит Мартин.
Мартин объясняет, что материал раковин может действовать как дополнительный вес и заставлять фекалии быстро тонуть.
Четыре способа влияния рыб на климат
Исследование показывает, что рыбы влияют на хранение углерода четырьмя основными способами:
- Прямое хранение: Рыбы накапливают углерод в своих телах и производят богатые углеродом фекалии, которые опускаются на морское дно.
- Транспортировка: Рыбы переносят углерод между разными районами океана благодаря миграциям и ежедневным перемещениям между мелкими и глубокими водами.
- Регуляция экосистемы: Хищные рыбы регулируют популяции травоядных, не позволяя им уничтожать богатые углеродом районы, такие как леса водорослей.
- Питательный насос: Рыбы транспортируют питательные вещества, которые позволяют планктону и растениям расти и улавливать углерод.
Мартин также выяснила, что изученные прибрежные рыбы производили летом гораздо больше фекалий, чем осенью. Это показывает, что рыбы вносят вклад в хранение углерода по-разному в течение года.
«Всё гораздо сложнее, чем мы думали. Рыбы одновременно накапливают и выделяют углерод. Они выдыхают CO₂, но также производят фекалии, которые хранят углерод», — говорит Мартин.
Исследование может иметь практические последствия. Мартин сейчас участвует в рабочей группе Международного совета по исследованию моря (ICES). ICES занимается исследованиями в области управления рыболовством и даёт рекомендации о том, сколько рыбы можно выловить.
«Мы работаем над тем, чтобы управление рыболовством учитывало не только объём вылова, но и роль рыб для климата», — говорит она.
Для Скагеррака исследование может иметь важное значение. В нескольких местах Скагеррака очень глубоко. Там исследователи наблюдают высокое содержание углерода, но не знают, откуда он берётся.
«Возможно, рыбы из более мелких районов способствуют переносу углерода в глубокие места», — предполагает Мартин.
Метод Мартин по сбору фекалий теперь используют исследователи из Университета Осло и Ирландии. Финский исследователь и норвежский магистрант работают над аналогичными исследованиями трески.
«Многое я пробовала, и многое у меня не получалось. Хорошо, если другие смогут учиться на моих ошибках», — говорит Мартин.