Световое загрязнение городов угрожает морским экосистемам

Искусственное освещение в городах не только мешает видеть звезды, но и все чаще затрагивает прибрежные морские экосистемы, особенно в крупнейших прибрежных мегаполисах. Это может иметь физиологические и поведенческие последствия для морских организмов.

Исследование Plymouth Marine Laboratory показало, что на глубине 1 метр световое загрязнение затрагивает 1,9 млн кв. км прибрежных морей мира, что эквивалентно 3,1% глобальных исключительных экономических зон.

Интенсивность искусственного света в прибрежных водах

Ученые из Университетов Плимута и Стратклайда количественно оценили величину естественного и искусственного света, достигающего морских экосистем в семи прибрежных городах с населением более 10 млн человек: Токио, Шанхае, Мумбаи, Нью-Йорке, Буэнос-Айресе, Лагосе и Лос-Анджелесе.

Исследование показало, что для этих городов дозы искусственного света ночью на поверхности моря могут быть в шесть раз больше, чем лунного света. Интенсивность лунного света превышала искусственное освещение только в течение трех дней от самых ярких полнолуний.

Модель и результаты

Модель, учитывавшая лунный, искусственный, дневной и сумеречный свет, а также сезонные и приливные изменения, применялась к каждому городу в течение 2020 года с интервалом в 15 минут. Измерения проводились как над поверхностью моря, так и в литоральной зоне (зоне приливов и отливов).

Для калибровки модель также применили к Плимуту (Великобритания, население 230 тыс.), где естественные и искусственные источники света изучались с 2001 по 2020 год. В Плимуте дозы искусственного света ночью в целом заняли шестое место среди всех изученных городов.

Наиболее уязвимыми к световому загрязнению оказались морские экосистемы в прибрежных водах Лос-Анджелеса, Нью-Йорка, Буэнос-Айреса, Шанхая и Мумбаи. На воздействие здесь влияют такие факторы, как амплитуда приливов и прозрачность воды, взаимодействующие с высокой яркостью городского освещения.

Влияние на морские экосистемы

Ключевая проблема в том, что естественные источники ночного света (луна) имеют сезонные циклы, а искусственные — фиксированное положение и постоянную интенсивность в течение всей ночи и года. Это может маскировать естественный лунный цикл, от которого зависят многие морские организмы.

• Коралловые рифы полагаются на естественные световые циклы для регуляции физиологических процессов. Некоторые виды кораллов одновременно выпускают половые клетки (гаметы) по сигналам лунного цикла. Процессы симбиоза в кораллах также могут быть чувствительны к искусственному освещению.
• Спектральный состав искусственного света (красный, зеленый, синий компоненты) может нарушать визуально управляемые экологические процессы. Например, дневные хищники, такие как серебристая чайка, могут видеть добычу (например, морских улиток), которая обычно скрыта ночью.
• Воздействие искусственного света может снижать репродуктивный успех рыб, дезориентировать вылупившихся черепах и влиять на их способность достичь океана.
• Некоторые виды, такие как зоопланктон (ключевое звено морской пищевой цепи), высокочувствительны даже к низким уровням света. Исследования в Арктике показали, что зоопланктон отходит от работающего света судна на глубинах не менее 200 метров.

Выводы и перспективы

Измерение светового загрязнения в природе — сложная задача из-за низкой интенсивности света, особенно на больших глубинах. Однако преодоление этих трудностей необходимо для понимания экологических последствий.

Такие исследования, как это, помогут биологам в будущих работах по влиянию светового загрязнения на морские экосистемы, а также предоставят городским планировщикам информацию, необходимую для баланса между прибрежной урбанизацией и защитой морской среды.