Учені розкрили, чому океан заполонили смердючі водорості: проблема лише погіршується

Ця структура нагадує плавуче місто, що є середовищем існування для риб, креветок, крабів та численних дрібних істот, які слугують джерелом харчування для великих мешканців океану.

Прибережні зони покриті значними масами бурих водоростей із характерним запахом, тоді як ще більше їх дрейфує поблизу берега. Такий пейзаж може затьмарити будь-який відпочинок і, на жаль, за останні роки ця ситуація набуває все більшого поширення, за даними The Independent.

Зазначається, що з 2011 року аналогічні явища постійно фіксуються на пляжах Південної Флориди та в усьому Карибському регіоні.

Однак для мешканців, що проживають та працюють на узбережжях Карибського моря, Мексиканської затоки та тропічної Атлантики, ці виклики є значно масштабнішими. Значні скупчення водоростей саргасум блокують гавані, утруднюють рибальський промисел і навігацію, а також у деяких випадках спричиняють руйнівні наслідки для морських екосистем. У процесі розкладання водорості вивільняють сірководень, аміак і метан, що несе ризики як для здоров’я людини, так і для довкілля.

Щоб успішно протидіяти цим великим розростанням саргасуму, передусім необхідно усвідомити причини його інтенсивного поширення та чинники, що сприяють його продовженню в сучасних умовах.

Цим питанням займаються автори дослідження, які зосереджують свою увагу на вивченні океану, морських екосистем та інтенсивного розвитку водоростей. На їхній погляд, колосальні плавучі утворення саргасуму імовірно, перейшли до самодостатнього циклу підживлення, сформувавши фактично систему, яка самостійно підтримує свій розвиток. Це перетворює проблему на хронічну екологічну загрозу, що поки що не виявляє ознак усунення.

Як Колумб відкрив Саргасове море

Пелагічний саргасум – це тип бурих водоростей, що дрейфує на поверхні океану та традиційно зустрічається в Саргасовому морі – області субтропічної частини Північної Атлантики.

Назва цих водоростей має походження від португальського слова sargaço, яке перекладається як “виноград”. Власне так португальські мореплавці позначили цю рослину через її маленькі повітряні пухирці, що нагадують грона винограду та підтримують її плавучість на водній поверхні. Пізніше Христофор Колумб також фіксував значні дрейфуючі маси саргасуму під час своєї експедиції до Америки.

Однак у 2011 році науковці та місцеві мешканці відзначили формування аномально великих накопичень саргасуму безпосередньо у тропічній частині Атлантики, між берегами Африки та Бразилії. З того часу такі спалахи спостерігаються все частіше, мають триваліший період та займають значніші території. Величезні маси водоростей систематично виносить на узбережжя Центральної Америки, Карибського регіону та Мексиканської затоки.

Цю нову зону іменували Великий атлантичний пояс саргасуму (Great Atlantic Sargassum Belt). Згідно з оцінками науковців, у 2025 році його біомаса перевищила показник у 37,5 мільйона тонн, а прогнозовані дані вказують, що літо 2026 року зможе досягти нового рекордного рівня.

Фактори розповсюдження саргасуму еволюціонували

Протягом тривалого часу вчені прагнули встановити, що саме спричинило формування Великого атлантичного поясу саргасуму.

Серед імовірних чинників вони аналізували підвищення притоку азоту та фосфору в океан з басейнів Амазонки та Конго через застосування добрив та активну господарську діяльність людства, інтенсифікований перенос пилових частинок із Сахари, а також коливання температури океану, вітрів і течій.

Однак жодна з цих гіпотез не надавала вичерпного пояснення, чому обсяги розростання саргасуму настільки суттєво варіювалися щорічно.

Автори нового дослідження висувають припущення, що з того часу ключовий механізм формування водоростей трансформувався.

Водорості самостійно підтримують свій розвиток

Узимку 2010 року потужні вітрові потоки транспортували частину саргасуму із Саргасового моря у тропічну частину Атлантики. Протягом наступних кількох років узимку та навесні вітри були надзвичайно інтенсивними, змішуючи океанічні води та піднімаючи з морських глибин поживні елементи до освітлених шарів поверхні, де водорості мали оптимальні умови для інтенсивного розмноження.

Однак, плавучі зарості саргасуму – це явище, що виходить далеко за рамки звичайних водоростей.

Вони нагадують плавуче місто, що є середовищем існування для риб, креветок, крабів та численних дрібних істот, які слугують джерелом харчування для великих мешканців океану. Сукупно вони утворюють комплексну екосистему, яку вчені окреслюють терміном “саргасосфера”. За своїм функціональним призначенням вона може бути прирівняна до рухомого коралового рифу або навіть до плавучого лісу.

Тварини знаходять поживу поблизу цих утворень, а результати їхньої життєдіяльності, а також процеси розкладання відмерлих водоростей збагачують водне середовище поживними елементами.

Таким чином, поживні елементи концентруються безпосередньо в зоні саргасуму, створюючи ще сприятливіші передумови для розмноження нових генерацій водоростей.

Саме цей механізм, за висновками науковців, здатен перетворити інтенсивні спалахи саргасуму на перманентне явище, що простежуватиметься протягом багатьох наступних років.

Математична модель обґрунтувала нову теорію

Щоб верифікувати свою гіпотезу, науковці розробили математичну модель, що враховує ключові процеси, які обумовлюють формування заростей саргасуму.

На основі даних щодо вмісту азоту та ізотопного складу водоростей, відібраних у районі Американських Віргінських островів, модель не тільки ефективно відобразила усі значні епізоди 2011–2022 років, але й заздалегідь точно спрогнозувала масштаби та динаміку розростання саргасуму у 2023 і 2024 роках.

Згідно з авторами дослідження, це є переконливим доказом того, що їхня теорія про самопідживлюваний цикл поширення саргасуму гармонує з фактичними процесами, що спостерігаються нині в Атлантичному океані.

Точніші прогнози – більш дієві підходи

Виявлені результати вказують, що Великий атлантичний пояс саргасуму, імовірно, стане невід’ємною частиною Атлантики.

Здатність більш точно прогнозувати виникнення масових скупчень водоростей та усвідомлювати механізми їхнього формування сприятиме розробці систем завчасного оповіщення. Завдяки цьому прибережні спільноти матимуть змогу заздалегідь підготуватися до масового припливу саргасуму. Окрім цього, це відкриває можливості трансформації водоростей із затратної екологічної складності на цінний ресурс.

Біомаса саргасуму стає об’єктом зростаючої уваги дослідників як багатообіцяюча сировина для продукування відновлюваних енергоресурсів.

На відміну від наземних енергетичних культур, саргасум не вимагає орних земель, прісноводних ресурсів або мінеральних добрив, відповідно, не конкурує з виробництвом продовольства.

Водорості містять значну кількість вуглеводів, які можливо трансформувати в біоетанол, біогаз, біонафту або водень. З цією метою застосовують різноманітні технологічні процеси, як-от ферментацію, анаеробне зброджування, гідротермальне зрідження та газифікацію.

Наприклад, науковці одного з університетів Барбадосу створили метод отримання біопалива із комбінації надлишкового саргасуму, що виноситься на узбережжя острова, та промисловими стічними водами місцевої ромової індустрії.

Водорості застосовують у ролі добрива і будівельного матеріалу

На Барбадосі також стимулюють аграріїв використовувати саргасум у якості добрива та меліоранту ґрунту, що виступає екологічнішою альтернативою мінеральним добривам.

Саргасум багатий на органічні сполуки, калій, кальцій, магній та мікроелементи. Після ретельної обробки, що передбачає видалення надмірної кількості солі та важких металів, його можна застосовувати для вдосконалення ґрунтової структури, збільшення його водоутримувальної властивості та сприяння росту культур.

Крім того, зростає інтерес до застосування саргасуму в якості екологічного конструкційного матеріалу, особливо в Мексиці та Бразилії.

Цю біомасу вже використовують для виробництва будівельних панелей, аналогічних гіпсокартонним плитам. Таку технологію була створена дослідниками Національного автономного університету Мексики.

Також мексиканський підприємець Омар Васкес Санчес розробив бюджетні будівельні блоки, до складу яких входить приблизно 40% саргасуму, решта ж припадає на вапняк та інші органічні компоненти.

Інтеграція саргасуму в будівельні розчини також сприяє скороченню застосування традиційних матеріалів, виробництво яких пов’язане зі значними викидами діоксиду вуглецю.

На погляд авторів роботи, якщо освоїти не тільки протидію саргасуму, а й раціональне використання його, області, що найбільше страждають від масового надходження цих водоростей, матимуть змогу трансформувати значну екологічну проблему в нові економічні перспективи.

Людство почало перевищувати екологічний ліміт

Варто зазначити, що 30 липня людство досягло позначки Дня екологічного перевантаження Землі — дати, після якої суспільство починає використовувати природні ресурси в обсягах, що перевищують річну здатність планети до відновлення. Ця дата символізує момент, коли використання деревини, рибних запасів, аграрних угідь та інших природних багатств, а також обсяги викидів парникових газів – перевершують біопродуктивність планети.

Як зазначають дослідники, цю ситуацію можна уподібнити моменту, коли кошти на банківському рахунку вичерпано, а до чергового надходження заробітної плати ще тривалий період.