Недостаток кислорода – серьезная проблема во многих водах мира. Затронуты как большие океаны, так и маленькие фьорды, и климатические модели предсказывают рост этого явления в будущем. Вернуть в эти воды кислород и, следовательно, более высокую жизнь – огромная задача.
Но, может быть, это возможно – по крайней мере, если судить по пилотному проекту в шведском фьорде.
«Нашим шведским коллегам пришла в голову идея использовать насос для смешивания богатой кислородом поверхностной воды с более глубокими частями водной толщи во фьорде, где не хватало кислорода», – говорят постдок Майкл Форт и доцент Александр Треуш из Северного центра Земли.
Эволюция, Институт биологии Университета Южной Дании.
Может также помочь Балтийскому морю
Шведская часть команды, профессор Андерс Штигебрандт и доктор. Бенгт Лильеблад из Департамента наук о Земле, океанографии и профессор Пер Холл из Департамента химии и молекулярной биологии, морской химии в Университете Гетеборга интересовались, могут ли насосы поддерживать и улучшать естественные вентиляционные процессы, доставляющие воду, богатую кислородом. в более глубокие части водной толщи. В конечном итоге такой подход может быть использован для улучшения качества воды в лишенном кислорода Балтийском море, считают они.
Чтобы проверить эти идеи, был проведен масштабный эксперимент в шведском фьорде под названием Byfjord, который находится недалеко от города Уддевалла.
Как и на Балтике, четыре километра длиной и 1.Фьорд шириной 5 м имеет неглубокий вход с более глубоким бассейном, который в случае фьорда имеет глубину 51 м. Вода в глубоком бассейне фьорда не смешивается, поскольку богатая кислородом вода, поступающая из океана Каттегат и реки Бавена, обменивается только с поверхностной водой. Поэтому придонные воды страдают от длительного недостатка кислорода.
Насос использовался в течение нескольких периодов с 2010 по 2013 год, чтобы перекачивать богатую кислородом воду с поверхности фьорда на глубину примерно 35 метров. Затем поверхностная вода была естественным образом и мгновенно заменена новой водой из океана Каттегат, создавая приток богатой кислородом воды во фьорд.
Два месяца прокачки
Сработал ли эксперимент? После двух месяцев откачки в придонных водах стали обнаруживаться более высокие концентрации кислорода.
Форт говорит: «Уже во время работы насосов мы могли видеть, как некоторые бактерии, нуждающиеся в кислороде, вернулись в более глубокие воды фьорда, а некоторые, которым не нравится кислород, исчезли."
До использования насосов в бескислородных донных водах обитали определенные группы бактерий, например.грамм. так называемые SUP05 клады и бактерии Desulfocapsa. Эти микроорганизмы используют нитрат или сульфат вместо кислорода для дыхания. В рамках этого образа жизни SUP05 и подобные бактерии преобразуют серу, углерод и азот в таких больших количествах, что могут изменить химический состав океана и могут способствовать образованию климатически активных газов.
"В то же время, когда мы увидели исчезновение бактерий SUP05 из придонных вод фьорда, появились кислородно-требующиеся кладовые бактерии SAR11. До этого они жили только в поверхностных водах », – говорят Форт и Треуш и продолжают:« На более поздней стадии эксперимента вся толща воды стала выглядеть здоровой.
Многие из видов бактерий, нуждающихся в кислороде, вернулись, и сформировались новые бактериальные сообщества, аналогичные тем, которые существуют в естественных кислородных фьордах. Это показало нам, что идея сработала."
Заменено 50% придонной воды
По очевидным причинам ученые не знают, начнет ли уровень кислорода во фьорде снова падать в будущем, когда насосы остановились. Но изначально не было никаких признаков того, что это происходит.
«Кажется, что фьорду« лишь время от времени требуется помощь, чтобы восстановить уровень кислорода, а затем он сможет поддерживать его в течение более длительного периода времени самостоятельно », – заявили исследователи.
В целом, 50 процентов придонной воды Байфьорда (ниже 15 метров) было заменено пресной богатой кислородом водой из океана Каттегат в рамках эксперимента.
Результаты шведского фьорда могут иметь значение для всего Балтийского моря.
"Бактериальные сообщества в Балтийском море очень похожи на сообщества Бай-фьорда до аэрации фьорда. Поэтому справедливо предположить, что такие же изменения в бактериальном сообществе произойдут в Балтийском море, если мы начнем закачивать богатую кислородом воду в придонные воды Балтийского моря. Это идея, которую наши шведские коллеги исследуют дальше », – говорят Форт и Треуш.
Факты о недостатке кислорода в Мировом океане
Недостаток кислорода в океанах – растущая проблема.
Климатические модели показывают, что большие бескислородные территории, называемые зонами минимального содержания кислорода (ОМЗ), растут. Рост ОМЗ может привести к увеличению потерь органического азота и повлиять на глобальный углеродный цикл.
Есть очень крупные ОМЗ у берегов Чили и в Аравийском море.