На побережье Балтийского моря были зафиксированы исключительно высокие температуры, что затрудняет улучшение состояния моря.
Этим и предыдущим летом на мелководье у побережья Балтийского моря были измерены даже удивительно высокие уровни выбросов сильно разогревающих газов.
По данным исследователей, выбросы резко увеличиваются по мере нагревания воды. Высокие концентрации были измерены, например, в августе, когда прибрежные воды были теплыми для этого времени.
Речь идет об усилении изменений климата и усилении тепловых волн, которые ускоряют химические и биологические процессы в океане.
В частности, высокие концентрации метана являются новым примером исторически быстрого потепления климата на широтах Финляндии и его последствий для мелководного и чувствительного Балтийского моря.
По мнению исследователей, повышение температуры затрудняет улучшение состояния моря и возможности сдерживания изменения климата.
Прибрежные скачки тепла вызывают большие изменения
Обнаружение выбросов само по себе не удивляет исследователей. Нечто подобное наблюдалось и в связи с потеплением, например в тающих низменных прибрежных районах Сибири. Так же, как и побережье Балтийского моря, с континента к берегам Северного Ледовитого океана стекает много органического грунта, который, отмирая, вызывает недостаток кислорода на дне и выделяет метан.
Высокие температуры, когда вода прогревается еще глубже почти до 30 градусов, привычны для тропических морей. Хотя в этом году в Средиземном море, которое более чем в десять раз глубже, во время длительного периода жары также были зафиксированы температуры в 30 градусов.
И в Средиземном, и в Балтийском морях учащающиеся и усиливающиеся скачки тепла портят фауну и флору. Согласно исследованиям, потепление и дефицит кислорода вызывает благоприятствование, например, однолетним видам водорослей.
Это, в свою очередь, приводит к порочному кругу, когда ситуация с водорослями ухудшается, а выбросы метана увеличиваются. Однолетние зеленые водоросли образуют водорослевую массу и, например, душит остальную жизнь на дне, когда умирают.
– Вероятность того, что море становится источником, постоянно увеличивается с волнением морской акватории, – говорит Норкко о растущих рисках климатических выбросов.
Эвтрофированные почвы являются одними из худших источников выбросов
Текущий исследовательский проект Хельсинкского и Стокгольмского университетов получил свое начало от высоких температур и показателей метана в 2018 году. В некоторых местах, вплоть до глубокого дна, температура поднялась до тропических значений.
Сообщается, что жара 2018 года была слишком сильной для синей мидии, важной для наблюдения за состоянием моря, и для другого ключевого вида — морского ежа. Согласно данным мониторинга исследовательской станции Тварминне Хельсинкского университета, популяция мидий, по крайней мере, на мелководье перед исследовательской станцией, была обеспокоена и, по-видимому, сокращалась.
Однако даже за ключевыми видами в Тверминне не следят так регулярно, чтобы исследователи могли предоставить более подробную информацию о более широком воздействии скачка тепла на ключевые и другие виды.
Однако его исследователи знают, что самые высокие концентрации метана высвобождаются из мест, где дно находится в плохом состоянии, а эвтрофикация самая сильная.
В течение длительного теплого периода 2018 г. количества метана на архипелаге Таммисаари и Стокгольме соответствовали концентрациям, которые образуются, например, из рисовых полей в Азии или таяния вечной мерзлоты в Сибири. Выращивание риса является одним из крупнейших источников метана в сельском хозяйстве.
Исследователи в настоящее время более подробно изучают, среди прочего, как метан высвобождается из морских глубин для увеличения и без того самых высоких концентраций в атмосфере за всю историю измерений. Метан может обогнать кислород на пути к поверхности.
В ходе исследовательского проекта также будет проведена оценка того, сколько метана высвобождается из неблагоустроенного дна всего Балтийского моря и можно ли предотвратить или замедлить его выброс.
Хамборг говорит, что в настоящее время большинство ученых считают, что Балтийское море является углеродно-нейтральным. Тогда климатические выбросы и поглотители совпадают. Наряду с лесами мировые океаны являются важными поглотителями углерода, и до сих пор они поглощали большую часть углекислого газа, вызывающего перегрев.
Проблема водорослей привела к проблеме углерода
Без морей климат потеплел бы сильнее, чем сейчас. Значение морей в связи с изменением климата до сих пор в основном изучалось в более глубоких морях. Даже для более глубоких морских районов ученые не знают точно, сколько метана в конечном итоге будет выброшено из Мирового океана.
Выбросы метана, а также другого мощного парникового газа – двуокиси азота – считаются присущими морям.
По словам Альфа Норко, по крайней мере, на выбросы метана на побережье Балтийского моря в основном влияют питательные вещества и другие биологические вещества, образующиеся в результате сельскохозяйственной деятельности. Питательные вещества увеличили цветение водорослей. Помимо органического вещества, накопленного на суше, локальные выбросы метана и углекислого газа в море вызывают наросты отмерших водорослей.
По мнению ряда исследователей, чрезмерное количество питательных веществ в Балтийском море привело к так называемому обратному запиранию и длинному порочному кругу из-за поступления питательных веществ с глубокого и мертвого дна моря. Изменение климата привносит новое звучание в прежние проблемы с питательными веществами, когда море прогревается, а дожди после вегетационного периода увеличивают сток питательных веществ с полей.
– Цветение водорослей значительно увеличилось из-за эвтрофикации. Из-за этого у нас есть углеродная проблема (выбросы метана) в прибрежных районах, — говорит Норкко о наблюдениях.
С оборудованием исследователей можно определить возраст метана с помощью углеродного датирования. Они показывают, например, что в дополнение к местному цветению водорослей у Таммисаари на концентрации влияют, например, выбросы местной бумажной фабрики, расположенной более чем в 50 километрах десятилетия назад.
Для изучения мелководья в связи с исследовательской станцией Твярминне Хельсинкского университета было установлено оборудование, которое, в частности, отслеживает изменения содержания углерода в море и воздухе в режиме реального времени. Набор для исследований редок в мире, и что-то подобное раньше проводилось только в лесах.
Необходимо большее сокращение питательных веществ, питающих водоросли
Исследователи из университетов Хельсинки и Стокгольма уже знают, что состояние морского дна имеет решающее значение для климатических выбросов.
Теплое и нездоровое дно, по-видимому, увеличивает выбросы и даже значительно снижает способность Балтийского моря поглощать избыточный углерод.
Профессор Хумборг считает, что самый быстрый способ улучшить ситуацию — это дальнейшее сокращение количества питательных веществ, вызывающих эвтрофикацию. Согласно моделям Центра Балтийского моря, эти питательные вещества, уходящие с полей, в частности, должны быть уменьшены, поскольку потепление не ухудшает текущую ситуацию.
– Балтийское море в плохом состоянии, но состояние побережья уже улучшилось. Если, например, мы заставим расти луга с водорослями, которые важны для связывания углерода, улавливание углерода может быть явно улучшено, — говорит Хамборг.
По словам Хамборга, некоторые исследования показали, что способность прибрежных вод поглощать углерод может быть выше, чем у лесов Финляндии или Швеции. По словам Хамборга, при хороших условиях море может связывать до десяти тонн углерода на гектар. Способность к связыванию также различается в лесах, но, по оценкам, один гектар финских деревьев улавливает в среднем одну тонну углерода в год.
Луга с водорослями обычно могут жить десятки лет и хорошо связывать углерод в Балтийском море. Однако, согласно исследованиям, наблюдаются большие различия в росте и способности улавливания углерода на лугах из водорослей. На них влияет, в том числе, соленость местности и строение дна.
Как и в случае с успехом лугов из морских водорослей и секвестрации углерода, также сложно сделать более общие оценки выбросов метана в Балтийском море из-за больших суточных и сезонных колебаний.
В будущем результаты могут быть использованы, например, в работе по сохранению Балтийского моря и смягчению последствий изменения климата.