Северный Ледовитый океан прошел химическую точку невозврата в 2009 году, когда уровень нитратов в его поверхностных водах резко упал и с тех пор не восстановился. К такому выводу пришли ученые, проанализировавшие данные, собранные более чем за двадцать лет наблюдений в проливе Фрама. Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.
Пролив Фрама — главный выход арктических вод в Атлантику. Именно здесь с 1998 по 2023 год ученые фиксировали концентрацию нитратов и других питательных веществ в поверхностных полярных водах. До 2009 года среднее содержание нитратов держалось на уровне 3,1 мкмоль на литр, затем упало до 1,7 мкмоль и продолжило снижаться, временами приближаясь к нулю.
Виновником исследователи считают процесс, который называется донной денитрификацией. Когда лед отступает, солнечный свет начинает проникать на мелководные арктические шельфы. Это подстегивает рост фитопланктона, который после гибели оседает на дно и запускает бактериальные реакции. Таким образом нитраты превращаются в газообразный азот и безвозвратно покидают океан. Особенно интенсивно этот процесс идет на Чукотском и Восточно-Сибирском шельфах — по расчетам авторов, совокупные потери азота с 2004 по 2022 год выросли там примерно вдвое, с 6,8 до 14,6 Тг азота в год.
Параллельно изменилась и сама циркуляция океана. Трансполярное течение ускорилось, и поверхностные воды стали проводить больше времени именно над Чукотским и Восточно-Сибирским шельфами — самыми активными зонами денитрификации. Это усилило итоговые потери азота еще примерно на треть сверх того, что дает сам рост денитрификации.
Как отмечается, последствия перемен уже видны в экологии океана. Нехватка нитратов меняет состав фитопланктона: крупные диатомовые водоросли уступают место мелким видам — пикопланктону и нанопланктону. В проливе Фрама это изменение зафиксировано с 2006 по 2012 год. Мелкий планктон хуже кормит зоопланктон, рыбу и всю пищевую цепочку выше, и последствия для экосистемы пока трудно предсказать.
Авторы считают произошедшее «точкой перелома» в прямом смысле: раньше главным ограничителем роста водорослей в Северном Ледовитом океане был недостаток света — лед не пропускал солнце. Теперь света достаточно, но нитратов не хватает. Поскольку деградация льдов продолжается и, по всем прогнозам, необратима, нитратов будет становиться все меньше и океан продолжит беднеть в биологическом плане.
