Річки швидко теплішають та втрачають кисень, створюючи загрозу для водних форм життя. Річки швидко теплішають та втрачають кисень швидше за океани, як випливає з дослідження, виконаного науковцями з Університету штату Пенсильванія, що оприлюднено 14 вересня 2023-го року у часописі Nature Climate Change (Zhi, W., Klingler, C., Liu, J. et al. Widespread deoxygenation in warming rivers. Nat. Clim. Chang. (2023). https://doi.org/10.1038/s41558-023-01793-3) . Дослідження показує, що з майже 800 річок потепління відзначено для 87%, а втрата кисню – для 70%.
Дослідження також прогнозує, що протягом наступних 70 років річкові системи, особливо на американському півдні, ймовірно, переживатимуть періоди з настільки низьким рівнем кисню, що річки можуть “індукувати гостру смерть” для певних видів риб і загрожувати водному різноманіттю в цілому.
“ Це тривожний сигнал”, – сказав Li Li, професор цивільного та екологічного будівництва в університеті штату Пенсильванія, і один з авторів статті. “Ми знаємо, що потепління клімату призвело до потепління і втрати кисню в океанах, але не очікували, що це станеться в мілководних річках. Це перше дослідження, яке всебічно вивчає зміну температури і темпи деоксигенації в річках – і те, що ми виявили, має значні наслідки для якості води і здоров’я водних екосистем у всьому світі”.”
Міжнародна дослідницька група використала штучний інтелект та підходи глибокого навчання для реконструкції історичних даних про якість води з майже 800 річок у США та Центральній Європі. Вони виявили, що річки прогріваються і знекиснюються швидше, ніж океани, що може мати серйозні наслідки для водних організмів – і для життя людей. За оцінками Національного управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA), більшість американців проживає в межах милі від річки або потічка.
“ Температура річкової води та рівень розчиненого кисню є важливими показниками якості води та здоров’я екосистеми”, – каже Wei Zhi, доцент кафедри цивільного та екологічного будівництва Пенсильванського університету та провідний автор дослідження. “Проте вони недостатньо вивчені, оскільки їх важко оцінити кількісно через відсутність узгоджених даних по різних річках і безліч змінних, які можуть змінювати рівень кисню в кожному окремому водозбірному басейні”
Дослідницька група розробила нові підходи глибокого навчання для реконструкції послідовностей даних, щоб зробити можливим систематичне порівняння між різними річками, пояснив він.
“ Якщо замислитися, життя у воді залежить від температури та розчиненого кисню, який є життєво важливим для всіх водних організмів,” – каже Li, яка також працює в Інституті енергетики та довкілля університету штату Пенсильванія. “Ми знаємо, що прибережні райони, такі як Мексиканська затока, часто мають мертві зони влітку. Це дослідження показує, що це може статися і в річках, оскільки деякі річки більше не зможуть підтримувати життя, як раніше.”
Вона додала, що зниження рівня кисню в річках, або деоксигенація, також спричиняє викиди парникових газів і призводить до вивільнення токсичних металів.
Для проведення аналізу дослідники навчили комп’ютерну модель на широкому спектрі даних – від річної кількості опадів, типу ґрунту до сонячного світла – для 580 річок у США та 216 річок у Центральній Європі. Модель виявила, що 87% річок стали теплішими за останні чотири десятиліття, а 70% втратили кисень.
Дослідження показало, що міські річки продемонстрували найшвидше потепління, тоді як річки у сільській місцевості зазнали найповільнішого потепління, але найшвидшої деоксигенації. Науковці також використали модель для прогнозування майбутніх показників і виявили, що для всіх досліджуваних річок майбутні показники деоксигенації в 1,6-2,5 рази перевищують історичні показники.
“ Втрата кисню в річках є несподіваною, оскільки ми зазвичай вважаємо, що річки не втрачають кисню так сильно, як великі водойми, такі як озера та океани, але ми виявили, що річки швидко втрачають кисень,” – каже Li. “ Це було дуже тривожно, адже якщо рівень кисню стає досить низьким, це стає небезпечним для гідробіонтів.”
Модель передбачила, що протягом наступних 70 років певні види риб можуть повністю вимерти через тривалі періоди низького рівня кисню, що, за словами Li, загрожуватиме водному різноманіттю в цілому.
“ Річки мають важливе значення для виживання багатьох видів, включаючи наш власний, тобто людину, але історично вони не розглядалися як механізм для розуміння нашого мінливого клімату,” – каже Li. “ Це наш перший реальний погляд на стан річок у всьому світі – і він викликає занепокоєння.”
Інші автори статті – Jiangtao Liu з Пенсильванського університету та Christoph Klingler з Університету природних ресурсів і наук про життя у Відні, Австрія..
Інститут наук про дані та їх обчислення при Пенсильванському університеті частково підтримав це дослідження.
Матеріали (https://www.psu.edu/news/research/story/rivers-rapidly-warming-losing-oxygen-aquatic-life-may-be-risk-study-finds/) надано Університетом Пенсильванії. Оригінал написано Adrienne Berard.
Посилання на оригінал статті: RIVERS RAPIDLY WARMING AND LOSING OXYGEN, PUTTING AQUATIC LIFE AT RISK
