Загадката на високите нива живак в арктическите животни е разрешена

Защо морските животни в Западна Арктика имат по-високи нива на живак, отколкото тези на изток? Този факт тревожи учени и местни общности в продължение на десетилетия.

Тенденцията се наблюдава в цялата хранителна верига - от малкия зоопланктон, който се движи по океански течения до големите бозайници като полярните мечки.

Живакът е опасен замърсител. Живакът може да причини репродуктивни проблеми при някои животни, тежки неврологични увреждания при хората и да попречи на развитието на кърмачетата.

Затова този факт предизвиква загриженост не само сред общностите на Севера, които разчитат на океана за храна, но и в останалата част на света. 

Сега ново изследване, публикувано в Nature, показва, че отговорът на тази загадка се намира в самия океан, пише водещият автор Фейю Уанг (Feiyue Wang), професор в канадския Университет в Манитоба, на страницата на Тhe Сonversation. 

^{Ловци инуити. (CP PHOTO / Kevin Frayer)}

Деликатен баланс

Морските бозайници в Арктика като полярните мечки, китовете Белуга и тюлените са важна част от традиционния лов за прехрана и културата на коренните северни народи.

Тъй като населението около Арктика понася най-тежките последици от изменението на климата и глобалната индустриализация, високите нива на замърсители, особено живак, открити в тези животни - и при хората - са особено тревожни.

Често местните майки и жените в детеродна възраст имат нива на живак в кръвта, които надвишават безопасносната граница. Голямо предизвикателство за коренното население на Арктика е как да запази традицията на консумацията на морски храни като същевременно се смекчат потенциалните рискове, които носи живакът за здравето.

Източници или процеси?

Предишни изследвания показват, че морските животни в западна канадска Арктика съдържат повече живак, тъй като регионът получава повече живак от различни източници, включително атмосферни емисии от източна Азия, отводняване на реки от големи водоеми като Макензи и крайбрежна ерозия и размразяването на пермафроста (вечно замръзналата почва).

Но живакът от всички тези източници съществува почти изцяло в неорганична форма като живачни пари и живак, свързани с прахови частици например.

Неорганичният живак, попаднал в океана обаче може да се превърне в органична форма, наречена метилживак. Той не само се поема по-лесно от планктона и други микроорганизми, но може и да се натрупва или биоакумулира в организми, като се придвижва по хранителната верига чрез процес, известен като биомагнификация. Така нанася повече вреда на хищните риби, птици и бозайници.

Повече от десетилетие учените подозират, че най-важният фактор, контролиращ нивата на живака в арктическите морски животни, не е мястото, откъдето идва живакът, тоест източниците му, а по-скоро превръщането на неорганичен живак в метилживак в океана, тоест процесите.

Сега имаме отговора.

Профилирането на океана

През лятото на 2015 г. бе организирана експедиция в канадска Арктика, водена от ArcticNet, канадска изследователска мрежа, посветена на изследването на променящата се Арктика, във връзка с канадската арктическа програма GEOTRACES, за проучване на разпределението на живака заедно с други микроелементи.

Изследователите прекарват осем седмици, живеейки на борда на ледоразбивача CCGS Amundsen, където анализират проби морска вода, събрани на различни дълбочини по 5200-километровия профил, който започва от Лабрадорско море в Северния Атлантически океан, преминава през канадския Арктически архипелаг и продължава до западното морско крайбрежие на Канада.

^{Концентрации на живак в морската хранителна вериа и морската вода през канадска Арктика и Лабрадорско море. (a) Карта, показваща концентрациите на живак в морската хранителна верига и местата за вземане на проби на морска вода; (b) общо разпределение на живака (Hg_T); и (c) метилживак (MeHg) в морска вода по дължина (от запад до изток).  Subsurface seawater methylmercury maximum explains biotic mercury concentrations in the Canadian Arctic}

"Нашите резултати установиха, че общите концентрации на живак - неорганичен живак плюс метилживак - по принцип са по-ниски в западна канадска Арктика, отколкото в източната част. Това противоречи на степента на разпространение на  живака, наблюдавани при морските животни", отбелязва проф. Уанг.

Метилживакът е в по-плитък слой - там, където е планктонът

От друга страна, метилживакът показва много различни модели на разпространение в дълбочина - концентрацията му е най-ниска на повърхността на океана, увеличава се максимално до дълбочина между 100 и 300 метра и след това намалява към дъното.

Този модел, в който океанският слой под повърхността е по-богат на метилживак, се наблюдава и в други океани. Това, което прави новото откритие различно, е че "областа, богата на метилживак" в Арктика е на много по-малки дълбочини, отколкото на други места.

Също така пиковата концентрация на метилживак в обогатения слой в канадска Арктика е най-висока на запад и най-ниска на изток, което се съгласува с разпределението на живака в морските животни.

Плътността на обогатения с метилживак слой е важна, тъй като съвпада с местообитанието на зоопланктона и други организми, които са в основата на хранителната верига. Това улеснява усвояването на метилживака от тези животни и впоследствие биомагнифицирането му в бозайниците.

"Смятаме, че сме решили загадката: по-високите нива на живак в морските животни в западна канадска Арктика се дължат на по-високите концентрации на метилживак в плитките морски води.

Дългият път към възстановяване

През 2017 г. влезе в сила Конвенцията Минамата за живака (Minamata Convention on Mercury) - правно обвързващ глобален договор, който има за цел да намали живака в околната среда. Канада изигра активна роля в преговорите по договора и бе сред първите държави, които го ратифицираха.

И все пак изследването предполага, че ще е нужно много време да спаднат нивата на живака в морските бозайници в Арктика, дори ако конвенцията се приложи изцяло. Възстановяването ще зависи в голяма степен от екологичните и климатичните процеси, които превръщат неорганичния живак в метилживак.

Още по темата

21/07/2018

Земята

Полярният кръг гори заради рекордно високи температури в Северна Европа

25/06/2018

Земята

Издигащите се скали под Антарктика могат да забавят топенето на ледниците

15/06/2018

Земята

Ледниците в Антарктика се топят 3 пъти по-бързо (видео)