Большой Барьерный риф неоднократно погибал и возрождался вновь
Большой барьерный риф существует уже как минимум 30 тысяч лет и за это время слагающие его рифы не раз меняли местоположение, двигаясь за изменяющимся уровнем моря. Кроме того, за это время гигантская система рифов пережила несколько массовых вымираний кораллов, рассказали исследователи из нескольких институтов Австралии, Японии и Франции в статье в Nature Geoscience.
Около 20 тысяч лет назад на Земле закончился последний ледниковый максимум, за которым последовало повышение температуры океана и таяние льдов. Во время глобального оледенения уровень моря достигал минимума, а после этого начал расти. Те же самые процессы происходят в океане сейчас, но с большей скоростью — в результате глобального потепления повышается уровень моря и среднегодовая температура воды.
Большой Барьерный риф — самая большая в мире система коралловых рифов, расположенная у берегов Австралии, — пережил и период оледенения, и поднятия океана, а слагающие его кораллы вынуждены были приспосабливаться к изменению освещенности и температуры. Чтобы проследить эволюцию экосистемы, международная группа ученых в рамках экспедиции, посвященной комплексному исследованию морского дна, пробурила осадочные породы в 16 точках на территории рифа, и взяла 20 образцов коралловых отложений, соответствующих разным временным отрезкам в период до 30 тысяч лет назад.
Судя по изотопному, седиментологическому и биологическому анализу образцов, в течение тысячелетий риф перемещался по отношению к сегодняшнему рельефу океанского дна и существовал в форме шести разных экосистем. По мере оледенения риф «отползал» к внешней границе шельфа, где кораллы выжили в период минимального уровня моря около 21 тысячи лет тому назад. Уровень моря тогда был примерно на 118 метров ниже, чем сейчас. После этого кораллы начали обрастать шельф в обратную сторону и подниматься вверх.
Смена одной экосистемы сопровождалось вымиранием предыдущей, таким образом, по мере смены климата Большой Барьерный риф пережил пять массовых вымираний. Авторы работы отметили, что по мере подъема уровня моря критичным фактором для вымирания кораллов стало сопутствующее увеличение скорости формирования карбонатных отложений и ухудшение качества воды, а не затопление само по себе.
История Большого Барьерного рифа позволяет надеяться, что он переживет современное потепление и поднятие уровня воды, однако ученые отмечают, что таяние ледового покрова после ледникового максимума сопровождалось увеличением температуры на примерно 0,04 градуса за 100 лет, а современная скорость потепления составляет уже 0,7 градусов в 100 лет. Способность кораллов приспособиться к такому резкому изменению среды ставится исследователями под сомнение.
За 2016 год — рекордно теплый год за всю историю наблюдений — в северной части Большого Барьерного рифа из-за обесцвечивания погибло две трети кораллов. Тем не менее, ранее американские и австралийские генетики предположили, что обычный для Барьерного рифа вид кораллов Acropora millepora вполне может приспособиться к потеплению и выживет еще в течение минимум 100-250 лет.
Дарья Спасская
Однако в условиях неустойчивого землепользования угнетение лесов начнется еще до достижения этого порога
Тропические леса Земли смогут выдержать повышение температуры воздуха не более чем на 3,9±0,5 градуса Цельсия. При нынешних темпах потепления это означает их коллапс примерно через 132 года, но с учетом вырубок, пожаров и почвенной эрозии в тропических регионах критический порог может быть пройден и раньше. Такие прогнозы содержит исследование, опубликованое в журнале Nature. Биом тропических лесов находится в зоне стабильного теплого климата со слабо выраженными межсезонными колебаниями температур. Температуры воздуха здесь оптимальны для фотосинтеза, поэтому тропические леса имеют высокую продуктивность и способны депонировать большое количество атмосферного углерода. К изменениям столь стабильных условий местные виды растений адаптированы слабо, поэтому даже незначительное повышение температуры воздуха ставит устойчивость тропических экосистем под угрозу. Ученые под руководством Кристофера Даути (Christopher Doughty) из Университета Северной Аризоны исследовали отклик листьев деревьев в тропических лесах бассейна Амазонки, Центральной Африки и Юго-Восточной Азии на изменение температуры воздуха. Для этого они использовали данные прямых измерений температуры листьев с помощью термопар и пиргеометров и данные дистанционного зондирования проекта ECOSTRESS, который отслеживает температуру земной поверхности. Авторы исходили из того, что средняя температура воздуха, при которой начинается критическое угнетение физиологических процессов в тропических растениях, составляет 46,7 градуса Цельсия (она эмпирически определена в проведенном ранее исследовании). Они установили, что уже сейчас 0,01 процента всех листьев переходят порог этой критической температуры как минимум один раз за сезон. Если критическая температура действует на лист в течение длительного времени (дольше восьми минут), это может приводить к его смерти, а смерть листьев, в свою очередь, приводит к снижению общего испарительного охлаждения и все более сильному нагреву растения. На отдельных участках тропических лесов (например, в юго-восточной части бассейна Амазонки) деревья уже могли приблизиться к порогу своей устойчивости и даже перейти его. С помощью моделирования ученые проверили, как отреагируют листья деревьев на повышение среднемировой температуры воздуха на два, три и четыре градуса Цельсия (это соответствует сценариям RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 8.5, в которых количество антропогенных выбросов парниковых газов меняется от серьезно сниженного до неограниченного). Они установили, что средним переломным уровнем потепления для тропических лесов мира является увеличение температуры воздуха на 3,9±0,5 градуса Цельсия. При нынешнем темпе роста температуры на 0,03 градуса Цельсия в год до полного угнетения тропических лесов остается 132 года, но массовая гибель листьев может произойти уже через 102 года. Расчеты имеют неопределенность, поэтому авторы указали интервал опасного для тропиков потепления: от двух до восьми градусов Цельсия относительно доиндустриального уровня. Они отметили, что на устойчивость лесов влияет не только температура воздуха, но и землепользование, которое в тропических регионах зачастую неустойчивое и приводит к обширным рубкам, пожарам и почвенной эрозии. Из-за этих факторов критический нагрев участков леса может происходить быстрее и при более низких температурах. Это уже не первое исследование, которое указывает на неустойчивость лесов амазонского бассейна: ранее ученые установили, что местные тропики еще начиная с 2007 года стали выделять больше углекислого газа, чем способны поглотить, и оценили его некомпенсированные выбросы в регионе в 480±180 миллионов тонн ежегодно.