Изменение факторов, управляющих Великой атлантической пуговичной барьерной зоной с физического воздействия на экологический контроль

Почему водоросли внезапно стали важны

За последнее десятилетие огромные пласты плавучих водорослей, называемых саргассумом, выросли в протяженную полосу через тропический Атлантический океан и выбрасываются на берег с Западной Африки до Карибского бассейна. Эти коричневые, спутанные ковры портят туризм, наносят вред прибрежным экосистемам и требуют значительных затрат на уборку, но также имеют потенциал в качестве источника возобновляемой энергии. В этом исследовании задается на вид простым, но практически важным вопрос: что сегодня приводит к этому масштабному взрыву роста водорослей и можно ли предсказать, что произойдет дальше?

Новая водорослевая магистраль через Атлантику

Саргассум долгое время был естественной частью Северной Атлантики, особенно в спокойном Саргассовом море. Однако с 2011 года спутниковые снимки выявили повторяющуюся «Великую атлантическую полосу саргассумов», протянувшуюся более чем на 8000 километров через океан. Каждый год с 2018 года ее пиковая масса превышала 20 миллионов тонн, а прогнозы на 2025 год превышают 30 миллионов тонн. Теперь полоса регулярно вторгается на побережья Карибского моря, Мексиканского залива и тропического Атлантического океана, ставя в затруднительное положение страны с ограниченными ресурсами, которым приходится иметь дело с толстым накоплением водорослей, нарушающим рыболовство, туризм и средства к существованию местных жителей.

Смотрим дальше рек и потепления моря

Ученые выдвигали множество объяснений этого всплеска, включая сток из рек, богатый удобрениями, пыль Сахары, усиление прибрежного апвеллинга и потепление поверхностных вод. Тем не менее ни одно из этих объяснений само по себе не может полностью объяснить масштаб и стойкость цветений. В этой работе авторы собрали длинные ряды данных об океанических условиях, таких как температура поверхности, соленость, ветровое перемешивание и атмосферная пыль, вместе с оценками массы саргассумов с 2011 по 2024 год. Затем они создали нелинейную статистическую модель, чтобы проверить, какие изменения в среде океана фактически согласуются с ростом и год-к-году колебаниями Великой атлантической полосы саргассумов.

Глубокое перемешивание и самоопыляющееся сообщество водорослей

Модель выделяет двух ключевых участников. Ранее в период наблюдений более сильные ветры углубляли освещенный солнцем «смешанный слой» океана, поднимая дополнительную воду, богатую азотом и фосфором, из глубины. Этот импульс питательных веществ помогал саргассуму расширяться. Но примерно с 2018 года модель показывает растущую роль чего-то более неожиданного: самоподдерживающегося сообщества, живущего в самом слое водорослей и вокруг него. Рыбы, креветки, крабы и другие обитатели питаются планктоном, привлеченным к коврам саргассумов, и выделяют богатые питательными веществами отходы прямо там, где плавают водоросли. Старые и разлагающиеся пласты также выделяют питательные вещества, которые остаются захваченными в сильно стратифицированном тропическом поверхностном слое океана и могут подпитывать рост следующего года.

Улики в химии азота

Чтобы проверить эту идею «саргассусферы», исследователи измеряли естественные химические отпечатки азота как в саргассуме, так и у животных, живущих среди него. Отношения, которые они обнаружили, больше соответствуют азоту, переработанному через животные отходы, чем питательным веществам, приходящим исключительно из глубин океана или от азотофиксирующих микробов. Это поддерживает взгляд на то, что сообщество водорослей фактически выстроило собственный цикл питательных веществ, перерабатывая и концентрируя питание в поверхностном слое вместо того, чтобы полностью полагаться на поступления снизу.

Что это значит для прогнозов и планов уборки

Комбинируя физические изменения в океане с этим эффектом самоподкормки, модель с высокой точностью воспроизводит прошлые массы саргассумов и успешно предсказала размер цветений в 2023 и 2024 годах. Эта прогностическая способность важна: если менеджеры смогут предвидеть накопление водорослей за несколько месяцев, они смогут спланировать сбор в открытом море до того, как оно достигнет пляжей, оценить, какое количество биомассы будет доступно для биотоплива или других применений, и рассчитать масштабы рабочей силы и затраты. Исследование также указывает на то, что поскольку полоса саргассумов сейчас сильно поддерживается собственной экологией, а не только климатически обусловленным перемешиванием, эти крупные цветения, вероятно, сохранятся в ближайшем будущем. Любая стратегия, превращающая эту проблему в ресурс, должна, следовательно, балансировать вылов с оставлением достаточного количества водорослей для поддержания естественного цикла и множества существ, которые от него зависят.

Цитирование: Zhou, X., Novi, L., Hay, M.E. et al. Changing drivers of the Great Atlantic Sargassum Belt from physical forcing to ecological control. Nat Commun 17, 4600 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-72183-4

Ключевые слова: Sargassum, Атлантический океан, цветение водорослей, морские экосистемы, потенциал биотоплива

Подробнее на сайте исследовательской группы: https://www.cmcc.it/people/bracco-annalisa