Международная группа ученых из России и Китая раскрыла впечатляющую связь между вулканами Камчатки и богатством жизни в прибрежных водах Тихого океана. Мощные извержения, покрывающие склоны слоем пепла, становятся природным удобрением, которое по эффекту соперничает с промышленными стоками в густонаселенных регионах мира.
Фокусом исследования стали две крупнейшие реки полуострова — Камчатка и Пенжина. Река Камчатка, чей бассейн охватывает территорию самых активных вулканов Евразии — Ключевской группы и Шивелуча, несет огромное количество питательных веществ. Концентрации фосфора и азота во время половодья сопоставимы с загрязненными реками Китая или Индии. А воды Пенжины, чей бассейн не затронут вулканизмом, крайне бедны этими элементами.
«В реке Камчатке мы обнаружили концентрации растворённого неорганического фосфора от 2,79 до 3,87 микромоль — это сопоставимо с реками в урбанизированных районах Китая или Индии, где есть канализационные стоки и сток с сельскохозяйственных полей. Но бассейн реки Камчатки практически не заселён — там всего несколько посёлков с населением от 700 до 7000 человек. Источник питательных веществ здесь один — вулканы», — рассказывает Павел Семкин, заведующий лабораторией гидрохимии Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН.
Секрет плодородия кроется в вулканическом пепле. Ученые собрали свежий пепел в день извержения вулкана Шивелуч 11 апреля 2023 года и смешали с водой. Уже через десять минут концентрация растворенного фосфора резко возросла. На Камчатке снег лежит до 300 дней в году, накапливая пепел и питательные вещества, которые весной разом попадают в реки.
Когда весеннее половодье выносит в Камчатский залив «биогены», начинается пир для фитопланктона. Цветение воды, видимое из космоса, запускает всю пищевую цепь. Итог впечатляет: биомасса зоопланктона в Камчатском заливе оказалась в 20 раз выше, чем в Пенжинской губе — до 2000 миллиграммов в кубометре воды против 100 миллиграммов.
Однако эта система под угрозой из-за изменения климата. Интенсивное таяние ледников может привести к непредсказуемым изменениям в потоках питательных веществ и сместить сроки цветения водорослей, в том числе ядовитых — красные приливы случаются у берегов Камчатки с 1940-х годов, но потепление усиливает риски.
Работы проведены в рамках межведомственной комплексной программы научных исследований Камчатского полуострова и сопредельных акваторий 2024-2026 гг. Координатором программы, объединяющей усилия 11 научных организаций, выступает КамГУ им. Витуса Беринга.
Исследование опубликовано в журнале «Journal of Marine Science and Engineering».
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
