Экосистема крупнейшего пресного озера мира резко меняется

Над крупнейшим из Великих озер — Верхним стали дуть сильные ветры. Да так, что начали менять экосистему озера. Причину явления и последствия выясняли ученые из Висконсина.

В канадско-американском озере Верхнем, самом большом по площади пресноводном озере мира, за последние 20 лет произошли очень серьезные изменения. Профессор Энкар Десаи (Ankur Desai) из университета Висконсина и его коллеги пришли к неожиданному выводу: рост температуры атмосферного воздуха летом привел к тому, что скорость ветров, дующих над озером, увеличилась. По мнению ученых, по той же самой причине возросла и скорость течений. Естественно, такие изменения не могли не сказаться на водных обитателях.

Пока в поле зрения лимнологов (озероведов) успел попасть только фитопланктон. Ученые проводили свои исследования с 1985 года. На основе данных, собранных при помощи трех гидрологических буев и космических снимков, профессор Десаи и его коллеги выяснили, что же происходит с Верхним.

Озеро нагревается…

По подсчетам ученых, температура в приповерхностных слоях озера в летний период увеличивалась со скоростью 1,2°С на одно десятилетие. Причем вода нагревается на 15% быстрее, чем воздух над озером. «Все дело в том, что температурный режим озера во многом зависит от количества льда и времени его таяния. То есть чем раньше наступает время таяния льда на озере, тем быстрее нагревается сама вода», — объясняют авторы работы.

Ветер усиливается…

Разница в росте температуры и приводит к усилению ветра. Дело в том, что скорость ветра над любым водоемом определяется взаимодействием между поверхностью воды и нижними слоями атмосферы. Чем больше разница между температурой воды и воздуха, тем более стабильная формируется атмосфера с преобладанием слабых ветров. Когда же разница уменьшается, атмосфера становится неспокойнее – там начинает формироваться множество вихрей. Профессор Десаи подсчитал, что скорость ветра над озером увеличивается на 5% за десятилетие, а скорость течений, на которую повлияли все эти изменения, возрастает на 10% в десятилетие.

Как себя чувствует фитопланктон?

Теоретически, если скорость течений увеличивается, то перемешивание слоев воды разной температуры и разных свойств должно происходить интенсивнее, а такие условия как раз очень благоприятны для фитопланктона. Это означает, что его должно становиться больше. Только вот все исследования профессора Десаи показывают, что этого-то и не происходит. Содержание хлорофилла в озере (по этому показателю можно судить о благополучии и количестве фитопланктона) снижается.

Профессор Десаи и его коллеги считают, что нагревание поверхности воды, увеличение скорости ветра и течений привело к тому, что период температурной стратификации, когда теплые слои у поверхности и более холодные на глубине четко отделяются друг от друга, стал продолжительнее на несколько дней. Значит, вода дольше не перемешивается и для фитопланктона создаются неблагоприятные условия.

Еще одна неприятность, постигшая озеро Верхнее, – распространение загрязняющих веществ. Ведь при увеличении скорости ветра поллютанты легко и быстро перемещаются над озером.

В будущем ученые планируют посмотреть, что же происходит с циклом углерода в озере и как поведет себя фитопланктон, если все эти изменения продолжатся.

Статью с результатами исследования американских ученых можно найти в последнем номере журнала Nature Geoscience.