Как одна волна тепла 2003 года вызвала долгосрочные изменения в Северной Атлантике
Экология Северной Атлантики постоянно меняется, иногда — резко. Экстремальные события могут быть драйвером таких внезапных изменений. Исследователи обнаружили, что одна крупномасштабная морская волна тепла повлияла на экосистемы и трофические взаимодействия в субполярной Северной Атлантике, и её последствия ощущаются до сих пор. Исследование опубликовано в Science Advances.
"Такое событие влияет даже на нас, людей, потому что на десятилетия меняет распределение видов рыб, к вылову и употреблению которых мы привыкли", — объясняет доктор Карл-Михаэль Вернер из Института морского рыболовства имени Тюнена, первый автор исследования.
Морские волны тепла могут оказывать внезапное и непредсказуемое воздействие на жизнь в океане. Один из вопросов, возникающих из исследования, — при каких условиях такие волны тепла могут развиваться. "Мы обнаружили, что после 2003 года произошло больше морских волн тепла, но они не оказали аналогичного эффекта по сравнению с волной 2003 года", — говорит Вернер.
«Идеальный шторм»
Исследователи изучили, как крупномасштабное физическое экстремальное событие повлияло на распределение организмов и сообществ видов в океане. Для этого они проанализировали около 100 биологических временных рядов. Важные данные поступили, например, из обсерватории долгосрочных экологических исследований (LTER) HAUSGARTEN Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера (AWI). Здесь, в проливе Фрама между Шпицбергеном и Гренландией, в течение 25 лет собирались долгосрочные экологические данные.
Большинство изученных параметров показали резкие изменения в 2003 году или вскоре после него. В 2003 году в субполярной Северной Атлантике произошёл так называемый идеальный шторм — сочетание событий с драматичными или крайне неожиданными последствиями. Необычно малые объёмы арктических вод текли на юг у восточного побережья Гренландии, в то время как необычно большие объёмы тёплых субтропических вод поступали в Северную Атлантику между Исландией и Шотландией. Атмосферные температуры над Северной Атлантикой также достигли рекордно высоких значений в 2003 году.
Последствия затронули Европу, где тысячи людей погибли от атмосферных волн тепла. Сочетание атмосферных и гидрографических событий привело к рекордно высоким температурам воды от побережья западной Гренландии до побережья Норвегии, охватив всю субполярную Северную Атлантику.
От одноклеточных водорослей до китов — все организмы пострадали от неожиданного тепла. Холодноводный вид рыбы — мойва — начал страдать, в то время как теплолюбивые виды, такие как треска и пикша, расширили свой ареал на север. Мойва — важнейший вид кормовой рыбы в субполярной Северной Атлантике — сместила свои нерестилища на север от юго-западной Исландии.
Это имело далеко идущие последствия: икра и личинки начали дрейфовать к неблагоприятным местообитаниям у восточного побережья Гренландии, где у них ниже вероятность выживания, поскольку они не адаптированы к местным условиям. Такие виды, как горбатые киты, извлекли выгоду из этих изменений: киты следуют за мойвой и теперь наблюдаются у юго-восточной Гренландии гораздо чаще, чем исторически.
Хотя пролив Фрама, проход между Шпицбергеном и Гренландией, находится в тысячах километров от начальной точки морской волны тепла, авторы смогли связать с ней аномалию тёплой воды, появившуюся в проливе Фрама примерно через два года после её возникновения. Тёплые воды двигались на север, приносили новые организмы в пролив Фрама и поддерживали местные бореальные виды, что резко изменило всю экосистему от поверхности моря до глубоководного дна.
Более тёплые воды привели к увеличению биомассы в поверхностных водах, которая в конечном итоге опускается на морское дно, обеспечивая пищей организмы, живущие в и на осадках, такие как офиуры и нематоды. Однако больше пищи не обязательно означает лучшую пищу. Есть признаки, что питательная ценность опускающегося органического вещества снизилась в то же время.
"Наши результаты показывают, что неожиданные экстремальные события могут привести к непредсказуемым экологическим каскадам", — говорит Вернер. Как повышение температур повлияет на морское биоразнообразие, в настоящее время неизвестно. "Можно предсказать, как повышение температуры влияет на метаболизм организмов. Но вид не получит выгоды от таких изменений, если его съедят хищники после перемещения на север или если он не найдёт подходящих нерестилищ в новой среде".
Единственный вид, который, скорее всего, выигрывает от таких изменений в субполярной Северной Атлантике, — это атлантическая треска, типичный оппортунистический хищник. "Она распространяется и ест всё, что может найти, если условия позволяют", — говорит исследователь.