Ученые выяснили почему планктон весной перемещается на глубину
Ученые выяснили, что небольшое повышение содержания солей в воде заставляет озеро весной прогреваться быстрее. Из-за этого холодолюбивый планктон раньше уходит из теплых верхних слоев на глубину.
Источник: Весеннее перемешивание озера Долгое. Активная ветроволновая деятельность. Источник: Нина Суховило / из личного архива
МОСКВА, 9 сентября /Новости науки/. Ученые выяснили, что содержание солей ускоряет появление термобара или температурной границы и уход холодолюбивых видов на глубину. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Modeling Earth Systems and Environment.
«Наша модель показала, что даже небольшое изменение минерализации ускоряет прогрев, меняет процесс формирования термобара и распределение планктона в толще воды. Используя предложенную модель и полученные с ее помощью данные, ученые смогут точнее предсказать, как изменится экосистема озера в будущем в условиях изменения климата. В дальнейшем мы планируем воспроизвести картину осенних изменений в озере Долгое», — приводятся в тексте слова руководителя проекта, поддержанного грантом РНФ, заведующего научно-исследовательской лабораторией вычислительной геофизики Томского государственного университета Баира Цыденова.
Весной вода у берегов и поверхности озера прогревается быстрее, чем в центре водоема и на глубине. В результате между теплой и холодной водой возникает резкая температурная граница — термобар. По мере дальнейшего нагрева озера к лету эта граница исчезает, а переход между слоями воды с разной температурой становится более плавным.
Исследователи изучили влияние этого процесса на планктон в озере Долгое в Беларуси. Для этого они построили численную модель, которая учитывала движение и прогрев воды, биологические процессы, связанные с существованием планктона, химические превращения, а также изменения погоды, включая наличие солнца, облачность и ветер. В основу расчетов легли данные последней недели марта 2024 года, когда в озере формировался термобар.
Ключевым фактором в модели стала минерализация — содержание растворимых солей в воде. Исследователи изменяли ее от 0,2 до 0,3 грамма на литр. Чем больше солей содержалось в воде, тем быстрее нагревалась поверхность озера и тем дальше от берега сдвигался термобар. При большей минерализации он появлялся практически на сутки раньше, чем при низком содержании солей.
Более быстрый прогрев приводил к тому, что холодолюбивые виды раньше покидали прогретый поверхностный слой и уходили на глубину, тогда как теплолюбивые оставались на мелководье. Планктон, к которому относятся мелкие водоросли, рачки, личинки насекомых и другие организмы, служит главным кормом для рыб в озерах и чувствителен к изменениям температуры и химического состава воды.
Ранее влияние термобара на распределение планктона по глубинам изучали на крупных озерах, в том числе Байкале. Данных о том, как появление такой температурной границы сказывается на обитателях небольших озер, до сих пор не было. Озеро Долгое является самым глубоким водоемом Беларуси. В нем обитает реликтовый рачок длиннохвостый лимнокалянус, внесенный в Красную книгу Республики Беларусь.
Исследование провели специалисты Томского государственного университета, Белорусского государственного университета и Научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси по биоресурсам. Работа поддержана Российским научным фондом и Белорусским республиканским фондом фундаментальных исследований.
«Наша модель показала, что даже небольшое изменение минерализации ускоряет прогрев, меняет процесс формирования термобара и распределение планктона в толще воды. Используя предложенную модель и полученные с ее помощью данные, ученые смогут точнее предсказать, как изменится экосистема озера в будущем в условиях изменения климата. В дальнейшем мы планируем воспроизвести картину осенних изменений в озере Долгое», — приводятся в тексте слова руководителя проекта, поддержанного грантом РНФ, заведующего научно-исследовательской лабораторией вычислительной геофизики Томского государственного университета Баира Цыденова.
Весной вода у берегов и поверхности озера прогревается быстрее, чем в центре водоема и на глубине. В результате между теплой и холодной водой возникает резкая температурная граница — термобар. По мере дальнейшего нагрева озера к лету эта граница исчезает, а переход между слоями воды с разной температурой становится более плавным.
Исследователи изучили влияние этого процесса на планктон в озере Долгое в Беларуси. Для этого они построили численную модель, которая учитывала движение и прогрев воды, биологические процессы, связанные с существованием планктона, химические превращения, а также изменения погоды, включая наличие солнца, облачность и ветер. В основу расчетов легли данные последней недели марта 2024 года, когда в озере формировался термобар.
Ключевым фактором в модели стала минерализация — содержание растворимых солей в воде. Исследователи изменяли ее от 0,2 до 0,3 грамма на литр. Чем больше солей содержалось в воде, тем быстрее нагревалась поверхность озера и тем дальше от берега сдвигался термобар. При большей минерализации он появлялся практически на сутки раньше, чем при низком содержании солей.
Более быстрый прогрев приводил к тому, что холодолюбивые виды раньше покидали прогретый поверхностный слой и уходили на глубину, тогда как теплолюбивые оставались на мелководье. Планктон, к которому относятся мелкие водоросли, рачки, личинки насекомых и другие организмы, служит главным кормом для рыб в озерах и чувствителен к изменениям температуры и химического состава воды.
Ранее влияние термобара на распределение планктона по глубинам изучали на крупных озерах, в том числе Байкале. Данных о том, как появление такой температурной границы сказывается на обитателях небольших озер, до сих пор не было. Озеро Долгое является самым глубоким водоемом Беларуси. В нем обитает реликтовый рачок длиннохвостый лимнокалянус, внесенный в Красную книгу Республики Беларусь.
Исследование провели специалисты Томского государственного университета, Белорусского государственного университета и Научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси по биоресурсам. Работа поддержана Российским научным фондом и Белорусским республиканским фондом фундаментальных исследований.
