Созданные человеком химические вещества влияют на состав океана во всем мире

Фото из открытых источников

Океан всегда демонстрировал явные признаки воздействия человека. Вы видите плавающий пластик, нефть на поверхности и повышение температуры. Это легко заметить. Но есть еще одно изменение, происходящее незаметно, и оно только сейчас становится очевидным.

Ученые, изучающие морскую воду по всему миру, обнаружили тревожную закономерность. Значительная часть так называемого органического вещества в прибрежных океанах теперь поступает из антропогенных химических веществ. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Вы не увидите их плавающими на поверхности. Они растворяются в воде, распространяются и переносятся на большие расстояния. Это важно, потому что органическое вещество помогает поддерживать жизнь в океане. Оно питает мельчайшие организмы, поддерживает пищевые цепи и играет роль в регулировании содержания углерода. Когда этот баланс нарушается, последствия трудно предсказать.

Чтобы понять, что происходит, исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) собрали более 2300 проб морской воды, взятых за десять лет. Образцы были получены в ходе более чем 20 полевых исследований в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах.

«На протяжении десятилетий ученые отслеживали пластиковый мусор, плавающий на поверхности океана, и измеряли повышение температуры, которое свидетельствует об изменении климата», — сказал Даниэль Петрас из Калифорнийского университета в Риверсайде. «Но в море накапливается еще один, в значительной степени невидимый след человеческой деятельности: тысячи синтетических химических веществ. Даже в местах, которые мы считаем относительно нетронутыми, мы обнаружили явные химические следы человеческой деятельности. Масштабы этого влияния оказались удивительными».

Даже коралловые рифы, которые часто считаются одними из самых чистых морских экосистем, демонстрируют следы человеческой деятельности поблизости. Сточные воды с ферм, прибрежного строительства и туризма оставляют свои следы.

«Практически нигде из взятых нами проб не было обнаружено следов химического воздействия человека», — сказал Ярмо Калински, научный сотрудник группы Петраса.

Цифры дают более ясную картину. В прибрежных водах искусственные органические молекулы составляли до 20 процентов обнаруженных сигналов в некоторых наборах данных. В открытом океане самые низкие значения упали примерно до 0,5 процента.

Вблизи устьев рек, особенно там, где возможности очистки сточных вод ограничены, эта доля еще больше возросла. В некоторых крайних случаях она превысила 50 процентов. В целом по всем образцам 248 соединений человеческого происхождения составляли в среднем около двух процентов от общего обнаруженного сигнала. Это может показаться незначительным, но в глобальном масштабе это составляет огромное количество вещества.

Ещё более поразительно то, что эти химические вещества не задерживаются вблизи берега. На расстоянии более 12 миль от берега соединения антропогенного происхождения по-прежнему составляли примерно один процент от обнаруженного органического вещества.

«В глобальном масштабе это огромный объем материала», — сказал Петрас.

Многие считают, что загрязнение океана в основном происходит из-за пестицидов или фармацевтических отходов. Это тоже часть проблемы, но не главная причина. Исследование показало, что преобладают промышленные химикаты. К ним относятся вещества, используемые в производстве пластмасс, смазочных материалов и товаров повседневного спроса.

«Основную часть химического сигнала, который мы наблюдаем в организме человека, составляют промышленные химикаты», — сказал Калински.

Некоторые из этих соединений находятся в серой зоне между традиционными молекулами и мельчайшими фрагментами пластика. Они размывают грань между химическим загрязнением и загрязнением пластиком.

«Эти химические вещества вносят существенный вклад в запасы органического вещества в океане. Это означает, что они могут играть недооцененную роль в круговороте углерода в морской среде и функционировании экосистем», — сказал Петрас.

Путь к океану на удивление обычен. Свою роль играют повседневные привычки. Чистящие средства, средства личной гигиены, упаковка продуктов питания и даже автомобильные химикаты — всё это вносит свой вклад. Дождь смывает остатки в канализацию. Системы очистки сточных вод отводят их в реки. Оттуда они попадают в море.

«То, что мы используем на суше, не исчезает, — сказал Калински. — Часто это в конечном итоге оказывается в океане, в самом конце водосборного бассейна».

Этот постоянный поток означает, что океан постоянно получает новые химические вещества, многие из которых не отслеживаются в обычном режиме.

Одна из причин, почему эта проблема оставалась вне поля зрения, заключается в сложности её измерения. В разных исследованиях часто используются разные методы, что затрудняет сравнение результатов.

В данном исследовании эта проблема решалась с помощью высокоточной масс-спектрометрии, проводимой в нескольких лабораториях. Команда также использовала масштабируемые вычислительные инструменты, разработанные Минсюнем Ваном из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Объединив данные множества несвязанных исследований в единый набор данных, исследователи создали одно из наиболее полных на сегодняшний день представлений о химическом составе прибрежных океанических вод.

«Эта работа стала возможной только благодаря усилиям наших сотрудников по всему миру и принципам открытой науки», — сказал Петрас. «Публикуя наши данные, мы надеемся ускорить исследования и обеспечить более полное понимание воздействия химических веществ, производимых человеком, на океан».

Несмотря на достигнутый прогресс, остаются существенные пробелы. Большая часть данных поступает из Северной Америки и Европы. Такие регионы, как Юго-Восточная Азия, Индия, Австралия и большая часть Южного полушария, по-прежнему недостаточно представлены.

«Отсутствие данных не означает, что проблемы нет, — сказал Калински. — Это означает, что мы еще недостаточно внимательно изучили этот вопрос».

Есть еще один, более важный вопрос, который следует рассмотреть. Ученые знают о наличии этих химических веществ, но их долгосрочные последствия до сих пор неясны.

«Мы знаем, что деятельность человека изменяет химический состав морской среды, но пока не знаем, что это значит для морской жизни, пищевых цепей или устойчивости экосистем», — говорит Калински. «Наше исследование закладывает основу для того, чтобы задать эти вопросы».

Полученные результаты приближают проблему к нам. Химические вещества, обнаруживаемые в океане, связаны с повседневными продуктами и привычками. Петрас уже внес некоторые изменения в свою жизнь.

«Я стараюсь сократить использование пластика, избегать чрезмерной упаковки и ограничивать потребление обработанных продуктов питания, — сказал он. — Не только из-за экологических соображений, но и потому, что не хочу подвергаться ненужному воздействию химических веществ».

Океан может казаться далёким, но связь с ним прямая. То, что стекает в канализацию или смывается с улицы, не исчезает. Оно перемещается, смешивается и остаётся. Сейчас мы начинаем понимать, как много его там осталось.