Учёные из Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (Москва) с помощью спутника Aqua MODIS исследовали в тропиках и субтропиках сезонные изменения концентрации хлорофилла. Ежедневные фотографии океана собрали в единую карту и проанализировали с помощью математических алгоритмов. Это позволило восполнить пробелы в данных, когда на спутниковых фотографиях были облака или другие помехи, и обобщить информацию о циклах размножения фитопланктона в масштабах планеты с учётом сезонной динамики.

Микроскопические морские растения – фитопланктон – вырабатывают кислород и служат пищей для множества водных животных: от зоопланктона до рыб и китов. Количество фитопланктона определяет разнообразие морских обитателей, их численность и биомассу в конкретном участке океана. Ранее учёные полагали, что в тропиках и субтропиках циклы размножения фитопланктона мало зависят от времени года, ведь температура воды и освещённость в этих местах всегда примерно одинаковы.

Оказалось, что для 78% акватории Мирового океана в исследуемых широтах характерны значительные сезонные колебания концентрации хлорофилла. В этих зонах наблюдались пики цветения – периоды активного размножения микроводорослей, во время которых зоопланктон не справляется с таким обилием пищи, поэтому остатки несъеденных растений опускаются на дно. Эти потоки органики способствует росту популяций глубоководных обитателей. Кроме того, в периоды цветения фитопланктон потребляет углекислый газ из атмосферы и, перерабатывая его, переносит углерод в виде органических веществ в глубинные слои океана и далее на дно. Этот углерод захоранивается в осадках, что приводит к уменьшению парникового эффекта на Земле.

Проанализировав сезонные циклы фитопланктона, авторы выделили 4 типа зон. На 22% территорий, в основном вблизи экватора, поддерживался круглогодичный баланс, то есть количество фитопланктона в течение года менялось мало и находилось в постоянном равновесии с его потребителями – зоопланктоном. В других зонах наблюдались пики цветения. На 4% акватории океана всплески размножения фитопланктона оказались связаны с действием потоков воды из крупных рек, таких как Ориноко, Амазонка и Конго, и муссонов – ветров, которые меняют направление в зависимости от сезона. Влияние муссонов наблюдалось на севере Индийского и на востоке Атлантического океана. В остальных регионах количество хлорофилла менялось в зависимости от толщины слоя воды, перемешанного ветром и волнами. При расширении этого слоя из глубинных вод захватывались питательные вещества для фитопланктона, что стимулировало его сезонное размножение. При этом на 55% морской акватории пики были незначительными, а на 18% характеризовались существенными всплесками цветения микроводорослей.

Как сообщает журнал «Стимул», исследователи опубликовали подробную карту зон с разными типами экосистем. Такое деление поможет учёным лучше понять биогеохимические и биологические процессы, происходящие в море, а также прогнозировать запасы глубоководных биоресурсов и изменение климата в масштабах планеты, поскольку океан – важная составляющая климатической системы Земли. Предложенная зональность может стать основой для экологических инициатив, направленных на смягчение последствий для жизни в океане климатических колебаний и действий человека. Кроме того, новая структура позволит выявлять участки с богатыми глубоководными экосистемами и благодаря этому эффективнее управлять морскими ресурсами, например, при рыбном промысле.