Несмотря на многолетние усилия по охране природы, в Балтийском море не наблюдается улучшения качества воды.
Балтийское море уже десятилетиями испытывает колоссальную нагрузку: деятельность человека превратила его в одну из крупнейших в мире «мертвых зон».
РЕКЛАМА
РЕКЛАМА
Из-за смертоносного сочетания климатических изменений, потребляющих кислород водорослей и внутренних биогеохимических циклов Балтийскому морю буквально нечем дышать, и многолетние меры по его защите, похоже, не дают результата.
В новом докладе Лейбниц-Института исследований Балтийского моря в Варнемюнде (IOW) содержится призыв к более строгому управлению водными ресурсами. Ученые предупреждают, что рассчитывать на восстановление Балтийского моря по «простому принципу причины и следствия» невозможно.
Почему Балтийское море задыхается?
Более полувека Балтийское море страдает от эвтрофикации.
Так называют процесс, при котором окружающая среда чрезмерно обогащается питательными веществами, прежде всего соединениями азота и фосфора. Это вызывает бурный рост водорослей, истощение запасов кислорода и удушье водных организмов. Когда избыточная биомасса водорослей разлагается, выделяя большие объемы углекислого газа, кислотность морской воды повышается, и возникает риск ее подкисления.
Эти питательные вещества в основном попадают в море в результате деятельности человека: это удобрения и навоз из сельского хозяйства, неочищенные или недостаточно очищенные сточные воды, а также промышленные сбросы, особенно предприятий пищевой и химической промышленности.
Азот из сжигаемого ископаемого топлива также способен попадать в водоемы в процессе, который называют атмосферной депозицией.
Эвтрофикация часто приводит к образованию так называемых «мертвых зон» – участков, где содержание кислорода настолько мало, что ниже поверхностного слоя воды почти не остается жизни.
Благодаря законодательству ЕС и национальным нормам, а также охранным инициативам, таким как План действий по Балтийскому морю Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря (HELCOM), загрязнение питательными веществами из антропогенных источников заметно сократилось.
По данным IOW, с 1980-х годов поступление фосфора с речными стоками сократилось примерно на 50 %, а нагрузка азотом – примерно на 30 %.
Если в 1995 году общий объем поступления фосфора в центральную часть Балтийского моря превышал 20 000 тонн в год, то к 2017-му он снизился примерно до 12 400 тонн.
Однако, несмотря на десятилетия прогресса, ученые предупреждают, что до сих пор не наблюдается «существенного улучшения» поверхностного качества воды Балтийского моря.
Почему меры по охране Балтийского моря не приносят результата?
Балтийское море – солоноватый водоем с ярко выраженной стратификацией. Проще говоря, его вода более соленая, чем пресная, но менее соленая, чем в открытых морях. Кроме того, море имеет слоистое строение: менее соленая поверхностная вода лежит над более плотной, соленой глубинной водой.
В результате кислороду из атмосферы трудно проникать в глубокие слои.
«Разложение органического вещества поэтому часто приводит к истощению кислорода на глубине, и там удается временно восстановить его лишь редкими притоками соленой воды из Северного моря», – говорится в докладе (источник на английском языке).
Подобное редкое явление, вероятно, происходит прямо сейчас: в начале февраля из Балтийского моря было вытеснено 275 млрд тонн воды, и уровень моря понизился на 67 см. Это явление вызвано сильными ветрами, областью высокого давления и отсутствием значимых атмосферных фронтов.
«Длительные сильные восточные ветры, дующие с начала января, протолкнули водные массы через Датские проливы в сторону Северного моря, что привело к снижению уровня воды по всему бассейну», – говорится в сообщении Института океанологии Польской академии наук.
«Пока такая метеорологическая конфигурация сохраняется, вода как бы „прижата“ к юго-восточной оконечности бассейна, и местный уровень продолжает падать».
Когда ситуация изменится, ожидается приток обратно из Северного моря соленой, богатой кислородом воды, что может помочь ненадолго оживить зоны с дефицитом кислорода. Однако этот эффект, скорее всего, окажется недолговечным.
Виновато ли изменение климата?
Хотя эвтрофикация Балтийского моря напрямую связана с загрязнением питательными веществами, изменение климата несомненно усугубляет ситуацию.
Температура поверхностных вод в центральном Готландском бассейне с 1960 года в среднем выросла почти на 2 ℃. Согласно моделированию, проведенному в новом исследовании IOW, тенденция к потеплению наблюдается и в более глубоких слоях.
«Поскольку теплая вода поглощает меньше кислорода, чем холодная, летние притоки обладают куда меньшим потенциалом для аэрации глубоководных бассейнов Балтийского моря, чем зимние», – отмечают авторы доклада.
В более теплой воде кислород расходуется быстрее, что повышает вероятность образования мертвых зон.
«Прошлое имеет долгосрочные последствия»
Сосредоточенность лишь на снижении текущего загрязнения питательными веществами не учитывает долгосрочные последствия фосфорного цикла, который играет важную роль в продолжающейся эвтрофикации вод Балтийского моря.
В докладе IOW говорится, что при аноксических условиях (то есть при отсутствии кислорода) фосфаты высвобождаются из донных отложений и накапливаются в воде. Это связано главным образом с отсутствием окисленных соединений железа, которые в противном случае фиксировали бы питательные вещества в осадке.
Многие надеются, что приток воды из Северного моря поможет вывести фосфаты из водной толщи, однако исследование показало, что зимой 2014 года из воды было удалено лишь около 30 % фосфатов, и только примерно 5 % из них были навсегда захоронены в осадке.
«Обратная связь между истощением кислорода и высвобождением фосфатов в глубоких бассейнах Балтийского моря также меняет состав фитопланктона в поверхностных водах», – подчеркивается в докладе.
Летом вспышки роста синезеленых водорослей хуже вовлекаются в пищевые цепи. В результате после их отмирания большие объемы органического вещества опускаются на дно Балтийского моря.
«Так фосфорсодержащие соединения переносятся в донные отложения, где продолжают накапливаться и способствуют дальнейшему истощению кислорода в процессе разложения».
Поэтому сокращение поступления питательных веществ не привело к заметному снижению их концентрации в море. По сути, Балтийское море несет на себе значительный «долг по питательным веществам», накопленный за десятилетия человеческой активности.
Сможет ли Балтийское море когда-нибудь восстановиться?
Исследователи выделяют четыре ключевые стратегии управления, которые могли бы помочь Балтийскому морю вновь «вздохнуть полной грудью». Среди них – дальнейшее последовательное снижение загрязнения питательными веществами, а также укрепление и восстановление естественных прибрежных фильтров – лагун, фьордов и эстуариев, способных удерживать питательные вещества и надолго связывать их.
«Следует шире применять природоориентированные меры, такие как восстановление лугов морских трав или целенаправленное выращивание микроводорослей для активного удаления питательных веществ из воды», – отмечается в докладе. «Свою роль в этом играют и рифы, и скопления мидий».
Авторы также призывают расширять программы «долгосрочного мониторинга и применения современных измерительных систем», подчеркивая, что новые сенсорные технологии помогут на ранней стадии выявлять как улучшения, так и откаты назад.