Секрет коричневого прилива: фосфор из океанских глубин питает водорослевый монстр, а не фермеры

Карибские пляжи снова утопают в бурых водорослях — ежегодный "коричневый прилив" стал символом экологического кризиса, вызванного сложными океаническими процессами. Новое исследование Института химии Общества Макса Планка, опубликованное в Nature Geoscience, раскрывает истинную причину массового размножения саргассума в Атлантике — избыток фосфора, поступающего из глубин океана под действием изменяющегося климата.

Коричневый прилив Карибского моря

"В первой серии измерений мы обнаружили два значительных повышения азотфиксации в 2015 и 2018 годах — два года рекордного размножения саргассума", — отметил соавтор исследования, Джонатан Юнг из Института химии Общества Макса Планка.

Каждое лето мексиканские и карибские побережья покрываются гниющими массами саргассума. Эти бурые водоросли не только портят вид пляжей, но и наносят колоссальный ущерб туристической отрасли, рыболовству и прибрежным экосистемам. В 2024 году океан вынес к берегам региона около 38 миллионов тонн саргассума — абсолютный антирекорд.

Ранее учёные полагали, что водорослевые вспышки вызваны сельскохозяйственными стоками и вырубкой лесов в бассейне Амазонки. Однако новое исследование показало, что эти объяснения не отражают всей картины.

Что скрыли кораллы

Чтобы найти ответ, международная команда исследователей проанализировала коралловые керны — естественные "архивы" химического состава океана за последние 120 лет. Кораллы, подобно деревьям, формируют годовые слои, в которых сохраняются изотопные соотношения элементов, отражающие состояние морской воды.

Особое внимание уделялось изотопам азота (¹⁵N и ¹⁴N). Когда цианобактерии активно фиксируют атмосферный азот, соотношение ¹⁵N/¹⁴N снижается. В слоях кораллов с низким содержанием ¹⁵N учёные увидели периоды усиленной азотфиксации — то есть взрывного роста микробных сообществ, тесно связанных с саргассумом.

Симбиоз, питающий океан

В открытых водах Атлантики азота почти нет, и это обычно ограничивает развитие водорослей. Но саргассум вступает в симбиоз с цианобактериями, которые извлекают азот из атмосферы и передают его водорослям. При этом сами цианобактерии нуждаются в фосфоре. Когда в океан из глубин поступают фосфорсодержащие воды, этот союз получает мощный импульс к росту.

Такое взаимодействие создает замкнутую "систему удобрений":

• фосфор ускоряет фиксацию азота;
• азот питает саргассум;
• саргассум обеспечивает бактериям среду для существования.

Как климат запускает процесс

Главным катализатором оказалось повышение поступления фосфора из-за климатических изменений. Исследователи обнаружили, что контраст температур между тёплой Южной и более прохладной Северной Атлантикой изменяет атмосферное давление и направление ветров. Эти ветры вызывают апвеллинг — подъём глубинных, богатых питательными веществами вод к поверхности.

Фосфор, высвобождающийся при этом процессе, создаёт идеальные условия для размножения саргассума. Именно после 2011 года, когда сильные ветра впервые вытеснили водоросли из Саргассова моря в тропическую Атлантику, и начались регулярные "бурые приливы".

Таблица "Сравнение": старые и новые теории

А что если не действовать?

Без контроля за процессом Карибский регион может столкнуться с долговременными последствиями:

• гибель кораллов из-за кислородного дефицита;

• массовая гибель рыбы и морских животных;

• падение туристического потока и доходов прибрежных общин.

Уже сейчас страны региона инвестируют миллионы долларов в механическую уборку водорослей и установку заградительных сетей. Но эксперты подчёркивают: устранение симптомов не решает причины.

Плюсы и минусы предложенной модели прогнозирования

Исторический контекст

Саргассово море, известное с эпохи Колумба, веками оставалось стабильной экосистемой. Но начиная с 2011 года, океанографы фиксируют резкий рост биомассы бурых водорослей. Этот феномен — Большой атлантический саргассовый пояс — стал новым признаком изменения климата и глобального дисбаланса в биогеохимии океана.

Руководитель проекта Альфредо Мартинес-Гарсия подчёркивает, что новая модель поможет создать систему раннего оповещения о саргассовых приливах. Для этого команда планирует собрать новые коралловые керны по всему Карибскому региону и сопоставить данные с наблюдениями за температурой, ветром и уровнем фосфора. Это позволит не только предсказывать, но и снижать последствия экологических катастроф, угрожающих прибрежным экономикам.