Что скрывается под поверхностью океана?

Вообще, когда я наткнулся на это исследование, мне реально стало не по себе. Учёные впервые в истории получили полную картину плавающих водорослей по всему земному шару. И то, что они увидели, мягко говоря, настораживает.

Исследователи из Университета Южной Флориды и NOAA задействовали искусственный интеллект, чтобы разобрать ошеломляющее количество данных — 1,2 миллиона спутниковых снимков. Результат? Океанские водорослевые вспышки расширяются по всему миру. Причём речь не о каких-то мелких изменениях — цифры весьма серьёзные.

Выяснилось, что микроводоросли на поверхности океана росли примерно на 1% в год в период с 2003 по 2022 год. Но вот что интереснее — гигантские водоросли (морские травы, крупные плавающие маты) расширялись на 13,4% ежегодно в некоторых регионах, особенно в тропической Атлантике и западной части Тихого океана.

Тринадцать процентов в год — это не опечатка. Это огромный показатель.

Переломный 2008-й

Тут начинается самое интересное. До 2008 года крупные водорослевые вспышки за пределами Саргассова моря были редкостью. А потом всё изменилось — примерно с 2008 по 2010 год.

В 2008 году в Жёлтом море впервые появилась массовая вспышка зелёных водорослей (конкретно Ulva). Через пару лет, в 2011-м, в тропической Атлантике разросся гигантский саргассум. А в 2012 году серьёзная вспышка накрыла Восточно-Китайское море.

Профессор Ху Чуаньминь, один из авторов исследования, выразился так: «В глобальном масштабе мы, похоже, наблюдаем смену режима — переход от океана с малым количеством макроводорослей к океану, богатому макроводорослями».

Сильное заявление. По сути, мы видим фундаментальные изменения в работе наших океанов.

Как ИИ это обнаружил?

Вот что в этом исследовании по-настоящему круто — без искусственного интеллекта и мощных вычислений это было бы просто невозможно.

Команда обучила модель глубокого обучения распознавать тонкие визуальные сигнатуры водорослей на поверхности океана. Загвоздка в том, что эти сигнатуры часто растянуты на множество пикселей, но занимают меньше 1% каждого пикселя. Это как искать иголку в стоге сена размером с футбольное поле.

На обучение модели ушли миллионы признаков изображения и несколько месяцев вычислений. Высокопроизводительный кластер университета позволил обрабатывать несколько наборов спутниковых данных одновременно, но и с такой мощью полный анализ занял месяцы.

Первый автор работы Линь Ци подчеркнул: «Без вычислительных мощностей и долгосрочного сотрудничества между NOAA и Университетом Южной Флориды эта работа была бы невыполнима».

Хорошо это или плохо?

Честно? Обе стороны есть. И именно поэтому тема такая интересная.

С одной стороны, плавающие водоросли создают важные места обитания и «ясли» для морских видов. В открытом океане эти маты поддерживают рыбные запасы и дают укрытие различным организмам. Некоторые водоросли также участвуют в связывании углерода.

С другой стороны, когда огромные массы водорослей добираются до побережий, начинаются проблемы. При разложении водоросли:

• Уничтожают морские экосистемы и душат коралловые рифы
• Угрожают здоровью людей и животных (некоторые водоросли выделяют токсины)
• Отпугивают туристов
• Наносят огромный экономический ущерб прибрежным сообществам

Представьте пляжи, заваленные гниющими водорослями. Не самая привлекательная картина для отпуска.

Что стоит за этими изменениями?

Учёные называют несколько возможных причин:

• Нагрев океана — тёплая вода способствует росту водорослей
• Сточные воды с удобрениями из сельского хозяйства и городов — больше питательных веществ, больше водорослей
• Изменение океанических течений — перераспределение того, куда водоросли попадают
• Климатические колебания — сдвиги в погоде влияют на доступность питательных веществ

Причины наверняка различаются в зависимости от региона. Одного универсального ответа здесь нет.

Что дальше?

Команда планирует продолжить исследования, углубляясь в спутниковые данные, чтобы лучше понять, почему это происходит и к чему может привести.

Лично мне это исследование кажется одновременно тревожным и неожиданно обнадёживающим. Тревожным — потому что стремительные изменения в морских экосистемах редко проходят без последствий. Обнадёживающим — потому что такие инструменты, как ИИ и спутниковый мониторинг, дают нам возможность видеть эти изменения практически в реальном времени.

Нельзя бороться с тем, что не можешь измерить, верно?

Главный вопрос теперь — будем ли мы использовать эти знания с умом. Осознание того, что наши океаны переходят к состоянию «богатых макроводорослями», даёт нам шанс — и, если честно, ответственность — разобраться, что это значит для морских обитателей, прибрежных сообществ и в конечном счёте для всех нас, кто зависит от здоровых океанов.

Буду следить за этой историей. Вам тоже советую.

Источник: ScienceDaily