Загадка канадской Арктики беспокоила ученых и местные сообщества на протяжении десятилетий: почему морские животные в западной ее части имеют более высокий уровень ртути, чем на востоке?
Тенденция прослеживается во всей пищевой цепочке. От крошечного зоопланктона, который дрейфует вдоль океанских течений, до крупных млекопитающих - таких как белые медведи.
Обоснованная тревога
Жители на севере Канады полагаются на океан в качестве поставщика пищи. Поскольку ртуть является загрязнителем, она вызывает всеобщую тревогу. Химикат может вызывать репродуктивные проблемы у некоторых животных, серьезные неврологические повреждения у людей и препятствовать развитию младенцев.
В ходе предыдущих исследований была предпринята попытка объяснить разницу загрязнения между востоком и западом путем выяснения, откуда берется ртуть в морских водах. Но последнее исследование канадских ученых Университета Манитобы показывает, что ответ на эту загадку находится в самом океане.
Хрупкий баланс
В Арктике морские млекопитающие, такие как белые медведи, белухи и тюлени, являются важной частью традиционной охоты для пропитания и развития культуры коренных народов Севера.
Арктика страдает от последствий изменения климата и глобальной индустриализации, от высоких уровней загрязняющих веществ, особенно ртути. От морских животных вредные вещества получают люди.
Часто в крови коренных северных матерей и женщин детородного возраста содержание ртути превышает безопасный предел.
Сохранение привычных рационов питания морскими животными (тюлени и киты) при одновременном уменьшении потенциального риска для здоровья, связанного с ртутью, стало серьезной проблемой для коренных народов Арктики.
Источники или процессы?
Предыдущие исследования предполагали, что морские животные в западной части канадской Арктики содержат больше ртути, поскольку регион загрязняется различными сторонними источниками. Упоминали выбросы в атмосферу из Восточной Азии, сток от крупных рек, таких как Маккензи, береговую эрозию и таяние вечной мерзлоты.
Однако ртуть из всех этих источников существует почти исключительно в своем неорганическом виде: пары ртути или содержащаяся в частицах пыли.
Однако когда она находится в океане, некоторая часть неорганической ртути может быть преобразована донными организмами в органическую форму, называемую метилртуть. Она может накапливаться в организмах (биоаккумулироваться) по мере того, как продвигается по пищевой цепи (процесс, известный как биомагнификация). Таким образом, метилртуть может наносить много вреда хищным рыбам, птицам и млекопитающим.
На протяжении более чем десятилетия ученые только могли догадываться, что самым важным фактором, влияющим на уровень ртути в арктических морских животных, являются не ее источники, а процессы превращения неорганической ртути в метилртуть в океане. Теперь у нас есть точный ответ.
Профилирование океана
Летом 2015 года состоялась экспедиция в канадскую Арктику, возглавляемая ArcticNet (канадская сеть исследований, посвященных изучению изменений в Арктике), в рамках международной исследовательской программы GEOTRACES для изучения закономерности распределения ртути в океане наряду с другими микроэлементами.
Ученые провели восемь недель на борту ледокола «CCGS Amundsen», где сделали анализ проб морской воды, собранных на различных глубинах вдоль 5200 км курса следования. Он начинался в Лабрадорском море в северной части Атлантического океана, транзитом через Канадский Арктический архипелаг, и продолжался в море Бофорта и канадской котловине на западе.
Эти результаты показали, что концентрация общей ртути (неорганическая плюс метилртуть) - в западной части канадской Арктики обычно ниже, чем на востоке. Это противоречит содержанию ртути, наблюдаемому у морских животных.
Уровни распространения
Метилртуть, с другой стороны, показывает весьма интересные модели распределения: ее концентрация является самой низкой на поверхности моря, увеличивается до максимума на глубинах от 100 до 300 метров, а затем уменьшается ближе ко дну океана.
Такая же картина отмечалась и в других океанах. Открытие оказалось в том, что обогащенный метилртутью слой в Арктике встречается на гораздо более мелких глубинах, чем где-либо еще.
Исследователи обнаружили, что концентрация метилртути в обогащенном слое в канадской Арктики является самой высокой на западе и самой низкой на востоке.
Мелководность слоя, обогащенного метилртутью, имеет важное значение, так как он находится в пределах среды обитания зоопланктона и других организмов, стоящих у начала пищевой цепи. Метилртуть накапливается этими животными и затем биомагнифицируется в млекопитающих.
Таким образом, ученые решили эту загадку: более высокие уровни ртути у арктических животных вызваны более высокими концентрациями метилртути в мелководных морских водах.
Долгий путь к выздоровлению
В 2017 году Минаматская конвенции о ртути – межгосударственный договор, который направлен на сокращение выбросов ртути в окружающую среду - вступил в силу. Канада принимала активное участие в переговорах. Она была одной из первых стран, ратифицировавших его.
Однако научное исследование предполагает, что снижение уровня ртути в канадских арктических морских млекопитающих займет много времени, даже если Конвенция будет полностью выполнена. Восстановление будет во многом зависеть от экологических и климатических процессов, превращающих неорганическую ртуть в метилртуть.
Законодательные органы и коренные народы Севера должны быть готовы к необходимости долгосрочного соблюдения баланса между выгодами и рисками, связанными с потреблением продуктов питания из морской среды.
