Ещё в 2008 году в антарктических водах были отобраны представители планктонной фауны, в том числе моллюски из отряда крылоногих. Эти свободно плавающие морские улитки в больших количествах населяют холодные южные районы Мирового океана, составляя значительную часть рациона самых разных животных – от более крупного планктона до китов.
Как сообщается в статье в журнале Nature Geoscience, учёные потратили несколько лет, чтобы как следует изучить выловленные организмы с помощью мощных электронных микроскопов. В результате они обнаружили на раковинах следы необычной «коррозии». Панцирь в некоторых местах буквально растворился. Химический анализ показал, что повреждения вызваны недостатком карбоната кальция, который организмы с твёрдыми оболочками получают из воды.
Исследователи полагают, что одна из причин кроется в подкислении вод Мирового океана. Часть углекислого газа, который в избытке выделяется при сжигании ископаемого топлива, растворяется в воде, образуя слабую угольную кислоту. Предыдущие работы уже продемонстрировали, что водородный показатель океана за последнее столетие снизился на 0,1.
Такого интенсивного снижения на Земле не было в течение последних 300 миллионов лет. Чем сильнее подкисляется вода, тем больше в ней содержится ионов водорода. В результате карбонат-ионы вместо того, чтобы связываться с кальцием вступают в реакцию с водородом.
Вторая причина истончения раковин заключается в явлении под названием «крупномасштабный ветровой апвеллинг». Сильные ветры в южных широтах создают мощное течение и гонят верхние слои океана на север. В результате с глубины ниже одного километра к поверхности поднимается более плотная вода. Она более агрессивна по отношению к арагониту – одной из форм карбоната кальция, которую крылоногие используют при строительстве своих раковин.
Учёные даже придумали специальный термин – «горизонт насыщения» – он обозначает уровень, ниже которого начинается разрушение панциря.
«Карбонаты панциря растворяются при низкой температуре и высоком давлении, которые характерны для глубоких слоёв океана, — объясняет Герайнт Тарлинг (Geraint Tarling) из Британской антарктической службы. – Несмотря на то, что апвеллинг происходит по всему Южному океану, в последние годы всё чаще встречаются места, где граница агрессивной для крылоногих среды поднимается выше 200 метров».
Анализ климатических моделей позволяет предполагать, что усиление ветров, которое способствует всё более интенсивному подъёму воды из глубинных слоёв, также напрямую зависит от выбросов углекислого газа. По некоторым прогнозам уже к 2050 году «горизонт насыщения», ниже которого среда становится опасной для арагонита, может подобраться вплотную к поверхности океана.
Учёные поясняют, что повреждение раковины не означает для моллюсков неминуемую гибель. Однако это может сделать их более уязвимыми для хищников или инфекций. Учитывая роль крылоногих моллюсков в пищевых цепях, в будущем опасное сочетание естественных и антропогенных факторов может привести к катастрофическим последствиям для всей экосистемы.
Добавим, что нынешняя работа проводилась в рамках совместного проекта Британской антарктической службы (BAS), Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), Вудс-Холского океанографического института (WHOI) и университета Восточной Англии (University of East Anglia).