Кислотність океанів: глобальні наслідки та шляхи вирішення проблеми

Нові вимірювання та моделі підтверджують, що підкислення океанів — поступове зниження pH морської води, викликане зростанням атмосферного CO₂ — перетнуло свою планетарну межу приблизно у 2018 році. Це явище тепер загрожує морській біорізноманітності, рибальству та прибережним економікам у всьому світі. Дослідження, опубліковане у Global Change Biology у червні 2025 року, інтегрує дані з глибоководних флотацій, сенсорів на кораблях та льодовикових зразків, виявляючи, що до 2020 року середня насиченість арагонітом — ключового показника доступності карбонату кальцію — впала до 17% від докомплексних рівнів, що значно нижче за безпечний поріг у 20%.

Обсяг і методологія

Дослідницька група, до складу якої входять науковці з Університету штату Орегон, Морської лабораторії Плімута у Великій Британії та NOAA, використала багатоплатформену спостережну мережу:

• Флотації Argo з профілюванням pH: Понад 1200 флотацій, оснащених іонно-селективними електродами, надали вертикальні профілі до 2000 м.
• Корабельні вимірювання CTD: Станції для вимірювання електропровідності, температури та глибини з спектрофотометричними датчиками pH, каліброваними проти сертифікованих стандартних матеріалів (CRM).
• Проксі з льодовикових зразків: Співвідношення ізотопів бору (δ¹¹B) слугували палеобараметрами для минулих рівнів CO₂.
• Моделі Земельної системи (ESM): Симуляції на основі CMIP6, обмежені даними про лужність та потоки розчиненого неорганічного вуглецю (DIC).

Поєднання цих спостережень з високоякісними біогеохімічними моделями дозволило команді змоделювати глобальні тенденції підкислення та зробити прогнози на основі сценаріїв Shared Socioeconomic Pathway 2-4.5 (SSP2-4.5).

Регіональні гарячі точки та вплив на екосистеми

У той час як поверхневі води показали 40% перевищення безпечних рівнів карбонатів, глибші води (≈200 м) демонструють 60% порушення. Цей вертикальний градієнт підкреслює серйозні ризики для мезопелагічних та батипелагічних організмів.

Полярні та субполярні регіони

Моря високих широт підкислюються найшвидше, з подіями недонасичення арагонітом, що тепер регулярно відбуваються в Бофортовому та Чукотському морях. Морські метелики (Limacina helicina) зазнали втрати понад 60% їхнього середовища існування, що порушує вивіз вуглецю через кальциновані черепашки.

Уплив на прибережні екосистеми

Східні прикордонні течії біля Каліфорнії та Перу підносять багаті на CO₂ глибокі води на поверхню, посилюючи кислотність. Прибережні молюски, такі як устриці та мідії, втратили приблизно 13% придатних для кальцифікації зон, що призвело до оцінкових збитків у розмірі 1,2 мільярда доларів США щорічно в аквакультурному секторі.

Зниження популяцій глибоководних коралів

Глибоководні склеректинні корали на глибині 1000 м у Північному Атлантиці тепер формують скелети на 25% тонші в середньому, що ослаблює структури рифів. Тропічні рифи втратили понад 40% живого коралового покриття через поєднані стресори нагрівання та підкислення, що має серйозні наслідки для рибальства, залежного від рифів.

Технологічні рішення та посилене моніторинг

Для відстеження швидких змін дослідники впроваджують такі передові інструменти:

1. Оновлення біогеохімічних Argo: Нові датчики pH та лужності з точністю ±0,005 pH.
2. Екологічна ДНК (eDNA): Секвенування спільнот планктону для виявлення змін у видовому складі.
3. Виявлення аномалій на основі штучного інтелекту: Алгоритми машинного навчання, що сканують потоки даних в реальному часі для виявлення гарячих точок підкислення.
4. Високопродуктивні обчислення (HPC): Екзаскейлінгові симуляції, що інтегрують океанічну циркуляцію, хімію вуглецю та модулі екосистем.

Політичні наслідки та стратегії пом’якшення

Оскільки підкислення океанів тепер визнано порушенням планетарної межі, політики на Конференції ООН з питань океанів у Ніцці у 2025 році посилили заклики до:

• Прискореного зниження CO₂ відповідно до Паризької угоди, з метою досягнення нульових викидів до 2050 року.
• Підвищення лужності океану, включаючи випробування розчинення базальтового піску в пілотних зонах біля Ісландії.
• Ініціатив синього вуглецю: Розширення відновлення морської трави та мангрових лісів для секвестрації атмосферного CO₂.
• Розширення технологій захоплення та зберігання вуглецю (CCS), що безпечно зберігають CO₂ у підводних геологічних формаціях.

Експерти підкреслюють, що без рішучих заходів з пом’якшення наслідків, ризики колапсу ключових рибальських галузей можуть реалізуватися до 2040 року, що матиме каскадні наслідки для продовольчої безпеки.

Думки експертів

“Підкислення океанів — це не просто екологічна криза; це часова бомба для глобальних продовольчих систем.”
—Доктор Стів Віддікомб, Морська лабораторія Плімута

“Розвиток автономних сенсорів та моделей штучного інтелекту є вирішальними для виявлення та реагування на швидкі зміни, перш ніж екосистеми зазнають незворотних змін.”
—Доктор Хелен Фіндлей, біолог-океанограф

Перспективи та наступні кроки

Продовження інтеграції частих спостережень, покращених прогнозів ESM та багатосторонніх політичних рамок буде вирішальним. Карбонатна система океану є стійкою, але лише якщо викиди CO₂ різко зменшаться. Подолання розриву між науковими даними та законодавчими діями залишається найбільшим викликом.

Джерела та подальше читання

• Bednaršek, N., et al. (2025). “Глобальні тенденції підкислення океанів та перевищення меж”. Global Change Biology.
• IPCC (2023). Звіт про синтез AR6.
• Програма NOAA з підкислення океанів, річний звіт 2024 року.