Сегодня леса бурых водорослей создают в океанах уникальный подводный климат и среду обитания: они изменяют распределение солнечного света под поверхностью моря, скорость и направление течений, а также скорость опускания морского снега в толщу воды. Некоторые течения протекают через водорослевые леса в десять раз медленнее, а водовороты могут быть на 25–50 % слабее по сравнению с близлежащими участками без водорослей. Подобно коралловым рифам, мангровым зарослям и прибрежным солончакам, леса бурых водорослей защищают прибрежные сообщества от штормов, поскольку снижают высоту волн на 60 %. Относительное спокойствие этих подводных лесов – идеальная среда для развития спор, яиц и личинок многих существ.
Морские водоросли могут даже изменять форму дна океана и переселять некоторых из его самых оседлых обитателей. Когда бурные течения и сильные приливы срывают водоросли с места, их корневища иногда захватывают с собой куски коренных пород. Если у оторвавшихся водорослей остается достаточно воздушных пузырей, чтобы сохранять высокую плавучесть, они могут поднимать камни и даже большие валуны сквозь толщу воды, подобно тому, как связка воздушных шаров поднимает слона. Морские водоросли способны перетащить мидий, моллюсков, устриц и морских гребешков. Преодолевая расстояния от нескольких метров до сотен километров, водоросли выбрасываются на берег или опускаются на дно океана вместе с грузом камней, раковин и осадочных пород.
Хотя ученые уже давно признали наземные леса ключевым компонентом глобального круговорота углерода, значение морской растительности до недавнего времени недооценивалось. Теперь же исследователи доказали, что болота, мангровые заросли и морские луга десятки и даже тысячи лет хранят углерод в своих одревесневших тканях, разросшихся подземных корневых системах и слоях закрепленных корнями отложений, толщина которых может превышать 11 метров. Каким именно образом бескорневые, мягкие и приятные на вкус морские водоросли способны связывать углерод, долго было большой загадкой. Многие ученые полагали, что подавляющее большинство макроводорослей съедается или быстро разлагается, высвобождая углерод обратно в океан и атмосферу. Даже ученые, изучающие «голубой» углерод – углерод, который хранится в морских и прибрежных экосистемах, – традиционно не считали макроводоросли важным поглотителем углерода. Однако последние данные свидетельствуют о том, что макроводоросли – один из основных компонентов углеродного цикла планеты уже на протяжении как минимум 500 миллионов лет, а возможно, и двух миллиардов лет.
Карлос Дуарте – морской эколог из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии, который располагается недалеко от деревни Тувал, – и его коллеги утверждают, что макроводоросли представляют собой наиболее распространенную и активную форму прибрежной растительности и являются крайне недооцененным поглотителем углерода. Хотя многие виды макроводорослей растут на скалистых участках вблизи побережья, они не обязательно остаются там навсегда. Ветер и волны могут уносить как небольшие их обрывки, так и целые водорослевые покровы размером с Чикаго (около 596 квадратных километров) далеко от места их происхождения – в конечном счете они распадаются на мелкие частицы.
Дуарте отмечает, что исследования Мирового океана выявили: ДНК макроводорослей «повсеместно присутствует» на расстоянии до 4860 километров от берегов. Частицы водорослей были также замечены при погружении на глубину до 6,5 километра и даже извлечены из кишок гигантских изопод – огромных ракообразных, обитающих на глубине родственников мокриц. Сильные течения подводных каньонов регулярно выносят на морское дно огромное количество водорослей: по оценкам, один только каньон у полуострова Монтеррей ежегодно выносит в морские глубины 130 000 тонн макроводорослей. Штормы в Северной Атлантике могут ежегодно переносить до семи миллиардов тонн бурых водорослей на глубину 1,8 километра у Багамского шельфа. Как только водоросли опускаются на глубину полутора километров или около того – вне досягаемости большинства хищников и редуцентов, – их углерод выводится из оборота «практически навечно».
Подобно деревьям и другим наземным растениям, морские водоросли постоянно выделяют множество богатых углеродом соединений – к примеру, сахара, терпены и диметилсульфиды. Не всегда ясно, почему это происходит, но некоторые из этих молекул, вероятно, участвуют в химической передаче сигнала, иммунных защитах и создании богатых микробиомов. Часть этих сахаров и других соединений со временем оказывается погребенной в отложениях на морском дне вместе с частицами водорослей. Некоторые морские водоросли чрезвычайно устойчивы к разложению. Так, например, в фукусах пузырчатых до четверти сухой массы откладывается в виде устойчивых сахаров, которые могут потреблять только отдельные виды бактерий, использующие «один из самых сложных из известных нам путей биохимического разложения природного материала», как описал биолог Ян-Хендрик Хееманн.
Учитывая эти открытия, многие морские экологи теперь считают, что морские макроводоросли связывают гораздо больше углерода, чем считалось ранее. Согласно расчетам, каждый год в прибрежных отложениях и морских глубинах оседает около 610 миллионов тонн углекислого газа, полученного из морских водорослей. В совокупности мангровые заросли, приморские солончаки, морские луга и леса бурых водорослей способны накапливать в 20 раз больше углерода на квадратный метр, чем наземные леса, и могут поглощать до 3,1 миллиарда тонн углекислого газа в год, что составляет около трети всего углерода, поглощенного в океане. Экспертная группа, созванная организацией Energy Futures Initiative, пришла к выводу, что выращивание ламинарии и других морских водорослей способно привести к сокращению количества CO2 в атмосфере более чем на пять миллиардов тонн.
Эти открытия совпадают по времени с тем моментом в нашей истории, когда человеческая деятельность начала, как никогда прежде, угрожать существованию многих видов морской растительности. К началу XXI века мир лишился около 30 % морских лугов и от трети до половины своих мангровых рощ. Леса водорослей представляют собой очень динамичные экосистемы: они резко вырастают в один сезон и чуть ли не исчезают к другому, а также, как правило, быстро восстанавливаются после катастроф. Однако за последние 50 лет численность лесов бурых водорослей в мире сократилась под воздействием различных факторов, включая глобальное потепление, учащение штормов, чрезмерный вылов рыбы и загрязнение окружающей среды. В некоторых местах, таких как Тасмания и Северная Калифорния, изменение направления течений, а также исчезновение морских выдр и других важных хищников позволило огромному количеству морских ежей истребить целые заросли ламинарии и других бурых водорослей. Им на смену пришли пустоши, которые снижают качество воды и препятствуют круговороту питательных веществ.
По мере того как углубляются наши экологические знания о морской растительности, ученые и аквакультуристы во всем мире все сильнее хотят понять: если сочетать методы охраны природы, ее экологического восстановления и культивирования, поможет ли это сохранить биоразнообразие океанических лесов и лугов, а также смягчить некоторые аспекты климатического кризиса? Отчасти потому, что некоторые водоросли уже массово выращивают для употребления в пищу и использования в медицине, отчасти потому, что они столь быстро растут, морские водоросли стали объектом огромного количества различных проектов в области защиты климата. Океанические фермы выращивают водоросли, стартапы извлекают из них углерод, а еще есть проекты по восстановлению природы с помощью выведенных в лаборатории суперводорослей. Хотя многих экспертов эти перспективы искренне воодушевляют, некоторые опасаются, что морские водоросли станут еще одним козлом отпущения для индустрии ископаемого топлива и еще одним ложным спасителем в глазах климатических активистов. Экологическая сила океанических лесов неоспорима, но у человека есть долгая история попыток подчинить себе другие виды, а не сотрудничать с ними, и зачастую у этого есть серьезные последствия. Сейчас самое время разорвать этот замкнутый круг.
Когда Марти Одлин только начал ходить в старшую школу, его учительница истории, мисс Ли, задала классу вопрос: «Что станет самым значительным событием в вашей жизни?» «Распад Советского Союза», – предположил Одлин. «Неправильно! – ответила мисс Ли. – Это будет борьба с изменением климата». Как вспоминает Одлин, мисс Ли очень интересовалась вопросом важности охраны и восстановления лесов как способа поглощения углерода. Следующее лето Одлин, выросший в рыбацкой семье в штате Мэн, провел так же, как и большую часть своей юности: работал на лодках. Во время ловли омаров неподалеку от залива Каско члены команды Одлина выловили из воды немного ламинарии. Один из лодочников упомянул, что ламинария может вырастать на несколько футов за один день и образовывать подводные леса. Одлин был поражен. «Я помню, как долго я размышлял над этим», – сказал он мне и в конце концов связал это с тем, что сказала мисс Ли. Повзрослев, он начал задумываться о том, что морские водоросли могут сыграть определенную роль в преодолении климатического кризиса.
В колледже Одлин изучал искусство, архитектуру и машиностроение. Позже он работал в области дизайна и производства и занимал должность помощника директора образовательного центра по устойчивому проектированию в Колумбийском университете. В 2011 году он вернулся в Мэн, чтобы помогать родителям управлять рыболовным флотом. В течение следующих шести лет Одлин полностью погрузился в повседневные задачи коммерческого рыболовецкого предприятия, внутреннее устройство которого казалось ему чрезвычайно интересным. Параллельно он изучал историю, экономику и экологию рыболовства. Поездка на рыбные промыслы в Исландии и Дании убедила его в том, что важно рационально использовать ресурсы океана и потенциал технологических инноваций для достижения этой цели.