Международный коллектив учёных из Томского государственного университета, Белорусского государственного университета и Научно-практического центра НАН Беларуси выяснил, как минерализация воды влияет на формирование термобара и распределение планктона в озёрах. Чем больше минералов содержится в воде, тем быстрее нагревается поверхность водоёма и тем дальше от берега сдвигается термобар — условная граница между холодной и тёплой водой. Это приводит к перераспределению планктона: холодолюбивые виды быстрее уходят в более глубокие слои, а теплолюбивые остаются на мелководье. Результаты опубликованы в журнале Modeling Earth Systems and Environment при поддержке РНФ и БРФФИ.
Планктон — мелкие водоросли, рачки и личинки насекомых — служит главным кормом для рыб и чутко реагирует на изменения температуры и химического состава воды. Разные виды предпочитают разные условия: одни живут в тёплой прибрежной зоне, другие — на глубине, где вода холоднее. Весной в озёрах появляется термобар — резкая граница, разделяющая тёплую воду у берегов и холодную в центре водоёма и на глубине. К лету по мере нагрева эта граница «стирается», и переход становится плавным.
Объектом исследования стало озеро Долгое в Беларуси — самый глубокий водоём страны, где обитает реликтовый рачок длиннохвостый лимнокалянус (Limnocalanus macrurus), внесённый в Красную книгу Республики Беларусь. Учёные построили численную модель, объединившую физические процессы прогрева воды и биологические закономерности существования планктона. Модель учитывала изменения погоды (солнце, облачность, ветер) на основе данных метеостанций и воспроизводила реальный промежуток времени — последнюю неделю марта 2024 года.
Чтобы понять, как термобар перестраивает жизнь в озере, исследователи выделили ключевой фактор — минерализацию воды (содержание растворимых солей). Вода с разной минерализацией неодинаково нагревается и перемешивается, поэтому учёные провели моделирование, меняя содержание солей от 0,2 до 0,3 грамма на литр. Чем выше была минерализация, тем быстрее нагревалась поверхность озера и тем дальше от берега сдвигался термобар. Более того, при высокой минерализации термобар появлялся почти на сутки раньше, чем в воде с низким содержанием солей.
Из-за более раннего и интенсивного прогрева холодолюбивые виды планктона быстрее «выдавливались» из поверхностного слоя и уходили на глубину. Полученные данные будут полезны для отслеживания экологического состояния водоёмов и оценки влияния климатических изменений на водные сообщества. Понимание связи между минерализацией, формированием термобара и миграцией планктона позволит прогнозировать изменения в экосистемах озёр в условиях глобального потепления и антропогенного воздействия.
Фото: весеннее перемешивание озера Долгое. Активная ветроволновая деятельность. Источник: Нина Суховило / из личного архива.
