При помощи искусственного интеллекта ученые смогли восстановить и сравнить данные о температуре и качестве воды из почти 800 рек в США и Центральной Европе. Оказалось, что за последние 40 лет в 87% рек произошло потепление, а в 70% — снизился уровень кислорода. При этом реки нагревались быстрее океанов. Авторы спрогнозировали, что в течение следующих 70 лет в реках могут вымереть некоторые виды рыб, что ставит под угрозу водное разнообразие в целом. Исследование опубликовано в журнале Nature Climate Change.
Водные экосистемы выполняют ряд важных функций. В них живет множество организмов, они снабжают людей водой, участвуют в формировании климатических условий и рельефа местности. Важную роль в водных средах играют температура воды и уровень растворенного кислорода. Они значительно влияют на качество воды и здоровье экосистем. Любые нарушения этих факторов могут привести к серьезным последствиям для людей, флоры и фауны. Долгое время ученые считали, что потепление климата вызывает повышение температуры и потерю кислорода (деоксигенацию) только в океанах. Однако новое исследование подтверждает, что это происходит также в полноводных и мелководных реках.
Команда ученых впервые провела исследование, в котором всесторонне проанализировала изменения температуры и скорости деоксигенации в реках. «Они плохо изучены, потому что их трудно определить количественно из-за отсутствия согласованных данных по разным рекам и из-за множества переменных, которые могут изменять уровни кислорода в каждом водоразделе», — говорят авторы. Поэтому ученые разработали новые подходы к глубокому обучению искусственного интеллекта. Они применили компьютерную модель для 580 рек в США и 216 рек в Центральной Европе. Она анализировала широкий спектр данных, начиная с годовой нормы осадков, типа почв и поступающего солнечного света.
Команда обнаружила, что реки нагреваются и деоксигенируют даже быстрее, чем океаны. Модель показала, что за последние 40 лет 87% рек стали теплее, а в 70% сократилось количество кислорода. Эти процессы также приводят к выделению токсичных металлов и выбросу парниковых газов, что вносит вклад в глобальное потепление. При этом городские реки теплели быстрее, чем сельские. В случае с деоксигенацией ситуация обратная. Благодаря разработанной модели команда исследователей также выяснила, что во всех изученных реках потеря кислорода происходила в 1,6–2,5 раза быстрее по сравнению с известными историческими показателями. По модели авторы предсказали, что в течение следующих 70 лет некоторые виды рыб могут полностью вымереть из-за низкого уровня кислорода на протяжении длительного периода. Это поставит под угрозу видовое разнообразие рек.
«Реки необходимы для выживания многих видов, включая наш собственный, но исторически их упускали из виду как механизм понимания нашего меняющегося климата, — говорят авторы. — Это наш первый реальный взгляд на то, как поживают реки по всему миру, и их состояние вызывает тревогу».
Автор: Дарья Моисеенкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
