Гидрохимические исследования водоемов полуострова Камчатка и сопредельных акваторий выявили высокую концентрацию растворенного фосфора в реке Камчатке. По химическим показателям она оказалась сопоставима с водными артериями густонаселенных районов Китая и Индии, несмотря на то что в ее бассейне расположено лишь несколько небольших поселений. Ученые Тихоокеанского океанологического института имени В. И. Ильичева ДВО РАН установили, что причиной такой концентрации питательных веществ является не антропогенный фактор, а влияние действующих вулканов.
Базовым источником азота, фосфора и кремния у восточного побережья полуострова выступает речной сток с вулканических водосборов. Элементы попадают в воду с пеплом, талым снегом и подземными водами, контактирующими с горными породами. Извержение вулкана Шивелуч весной 2023 года послужило для исследователей естественным экспериментом, так как выброс пепла произошел строго между плановыми заборами проб. Лабораторные тесты показали, что свежий пепел начинает отдавать фосфор пресной воде в первые минуты контакта. В результате уровень биомассы зоопланктона в Камчатском заливе летом 2023 года достигал 2040 миллиграммов на кубометр.
Альтернативная модель формирования химического состава вод наблюдается на северо-западе региона. В качестве контрольного водоема была выбрана река Пенжина, в бассейне которой нет вулканов. Концентрация растворенных неорганических веществ там оказалась значительно ниже, а объем зоопланктона в губе составил не более 106 миллиграммов на кубометр. Основную массу органического углерода Пенжина собирает за счет оттаивания многолетней мерзлоты. Главным же источником азота и фосфора для местных прибрежных вод служит не речной сток, а глубинные слои залива Шелихова, которые поднимаются к поверхности за счет интенсивного приливного перемешивания.
Природный избыток элементов на востоке полуострова способен провоцировать экологические процессы, характерные для индустриально освоенных территорий. Резкое изменение баланса между азотом и фосфором дает эволюционное преимущество динофлагеллятам – микроводорослям, среди которых встречаются высокотоксичные виды. Подобный химический сдвиг, вызванный резким поступлением талой воды с высокогорных ледников, рассматривается специалистами как один из вероятных факторов токсичного цветения воды у Халактырского пляжа осенью 2020 года. Для микроводорослей происхождение азота не имеет значения, поэтому природный фон создает те же риски «красных приливов», что и сельскохозяйственные стоки.
Климатические изменения оказывают на эти системы разное воздействие. Западное побережье нагревается быстрее восточного – температура там растет на 0,4–0,7 градуса за десятилетие. Это ускоряет деградацию мерзлоты, что в долгосрочной перспективе сдвинет баланс питания Пенжины в сторону подземных вод и изменит ее химический состав. На востоке наблюдается прямо противоположная картина: главную роль играет постепенное сокращение площади ледников, которая с 2000 по 2014 год уменьшилась с 800 до 646 квадратных километров. Именно восточная акватория быстрее реагирует на температурные изменения, влияющие на зимний снегозапас и весенне-летнее таяние.
Для точного прогнозирования состояния морских ресурсов научному сообществу требуется формирование многолетних баз наблюдений. С 2027 года планируется проведение суточных дрейфовых экспериментов в Пенжинской губе для расчета интенсивности образования и разрушения органических веществ. Оценка будущих экологических рисков требует регулярного измерения горного снегозапаса, химического анализа речного стока и непрерывного спутникового мониторинга видового состава фитопланктона вдоль береговой линии.
