Зачем ученые создают фекальные шлейфы китов и как они меняют океан

Как киты помогают поддерживать океаническую экосистему

Киты играют важную роль в поддержании здоровья океанов и экосистемы в целом. Например, эти морские млекопитающие влияют на движение океанских вод. В результате питательные вещества из глубоких слоев океана поднимаются наверх, что улучшает условия для роста водорослей и других морских организмов.

Во-вторых, фекальные шлейфы китов обогащают воду питательными веществами. Азот и фосфор, содержащиеся в отходах жизнедеятельности этих животных, способствуют развитию фитопланктона — источника кислорода на Земле и основы морской пищевой цепи. По словам морского биолога из Юго-Восточного университета Аляски Хайди Пирсон, благодаря фотосинтезу фитопланктон ежегодно поглощает около 22 млн т углекислого газа. Именно столько за год выбрасывают около 4,8 млн автомобилей. Когда фитопланктон умирает и опускается на морское дно, часть углерода остается в нем надолго.

Но из-за промышленного промысла китов в океане осталось немного. Хотя из-за моратория 1986 года их популяция начала расти: в среднем на 7,3% каждый год.

Зачем ученые создают искусственные фекалии китов

Морской ученый Эдвина Таннер и небольшая группа сотрудников австралийского фонда WhaleX создают фекалии китов в лабораторных условиях. Они состоят из азота с добавлением фосфора и таких микроэлементов, как кремний и железо. Искусственные массы, созданные командой WhaleX, не отличаются от оригинала ни по форме, ни по влиянию на среду. Таннер уверена, что по сравнению с другими методами по борьбе с растущей концентрацией углекислого газа в атмосфере, это более целостный подход. «Он восстанавливает экосистемы, развивает рыболовство и усиливает естественные методы», — цитирует слова эксперта журнал Smithsonian.

Первое тестирование нового удобрения уже прошло. В декабре 2021 года Таннер и ее команда выпустили в Тасманово море у восточного побережья Австралии около 300 л состава, что эквивалентно одному шлейфу.

В 2025 году WhaleX планирует выпустить в Тасманово море пять таких искусственных шлейфов. Но в этот раз будет опробована новая методика. В первом испытании искусственные экскременты разливали в море из резервуаров с борта судна. В новом эксперименте команда наполнит несколько пластиковых цилиндров морской водой и искусственными фекалиями. В течение 4–7 дней в них образуется фитопланктон. После этого всю массу сольют в океан. Прочные пластиковые контейнеры не только помогут сохранить питательные вещества на поверхности океана, но и позволят WhaleX точно измерить, насколько выросли микроводоросли, и подсчитать количество углерода, поглощенного в процессе. «Когда мы проводили наш первый эксперимент, все рассеялось, и не было возможности проследить за ростом фитопланктона», — объяснила Таннер.

WhaleX — не единственная команда, которая работает над созданием морских удобрений. Международный проект «Регенерация морской биомассы» планирует распылить над поверхностью океана вулканическую пыль и гренландскую каменную муку с добавлением рисовой шелухи — примесь, которая будет удерживать питательные вещества на поверхности океана. Пыль взята в кратере вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай в архипелаге Тонга. А гренландская каменная мука образуется в результате движения Гренландского ледяного щита. Благодаря перемолке гранитных пород получается богатый питательными веществами порошок.

Летом талые воды вымывают эту муку из ледниковой системы. Вулканическая пыль и гренландская каменная мука вызывает цветение фитопланктона.

По словам ученых, еще предстоит узнать, как все эти удобрения могут повлиять на химический состав воды. Исследователи изучат экологические реакции — от поверхностных вод до океанского дна — прежде чем масштабировать эти технологии.