Исследование, опубликованное в Communications Earth & Environment, показывает: в эпоху климатического оптимума миоцена (17–14,8 млн лет назад), когда на планете было теплее, океан содержал больше кислорода, чем сегодня.
Согласно физической химии, тёплая вода растворяет меньше газов. Повышение температуры на один градус снижает растворимость кислорода примерно на несколько процентов. Кроме того, нагрев усиливает стратификацию: тёплые поверхностные воды образуют «крышку», препятствующую перемешиванию с холодными глубинными слоями. В сочетании с ускорением метаболизма морских организмов это должно вести к дефициту кислорода.
Именно на этих предпосылках строились модели, прогнозирующие усиление океанической гипоксии в XXI веке. Однако геологические данные из тёплых эпох прошлого демонстрируют иную картину.
Авторы работы проанализировали отложения древнего Аравийского моря, определив уровень кислорода по изотопному составу остатков фораминифер, извлечённых бурением со дна. Результаты показали: в период миоценового потепления кислорода в воде было заметно больше, чем сегодня — даже в регионах, которые сейчас характеризуются крайне низкой аэрацией.
Для сравнения: современное Аравийское море относится к зонам с выраженным дефицитом кислорода. В отдельных слоях воды микроорганизмы вынуждены использовать нитраты вместо O₂, что сопровождается выбросом азота в атмосферу и снижением эффективности биогеохимических циклов. В миоцене подобного дефицита не наблюдалось — при более тёплом климате экосистемы были продуктивнее, а кислородный режим устойчивее.
Сходные данные ранее получены и для северной части Тихого океана. Примечательно, что снижение концентрации кислорода началось позже — около 12 млн лет назад, уже на фоне глобального похолодания.
Климатический оптимум миоцена рассматривается как возможный аналог долгосрочного состояния Земли после 2100 года: тогда уровни CO₂ и температуры были сопоставимы с прогнозируемыми значениями. Если выявленные закономерности отражают системную реакцию океана на потепление, то в перспективе концентрация кислорода в ряде регионов может вырасти до уровней, при которых прекратятся выбросы связанного азота и ослабнет гипоксия.
Причины такого эффекта пока обсуждаются. Среди гипотез — изменения в циркуляции океана и ветровых режимах, усиливающие перемешивание поверхностных вод с атмосферой и глубинными слоями.
Важно, что миоцен географически был близок к современности: конфигурация материков и океанических бассейнов мало отличалась от нынешней. Это делает его более релевантным аналогом будущего, чем более древние тёплые эпохи мезозоя или палеоцен-эоценового термического максимума.
Выводы не отменяют рисков климатических изменений, но требуют пересмотра упрощённого представления о неизбежном «удушье» океана при потеплении. Исторические данные показывают, что реакция морской системы может быть сложнее, чем предсказывают современные модели.
Если результаты подтвердятся в других регионах, глобальное потепление может означать для части морских экосистем не усиление гипоксии, а её ослабление — сценарий, который ещё недавно казался маловероятным.
