Zmiany klimatu powodują zmiany koloru oceanów, które odzwierciedlają
znaczące zmiany w podstawowych ekosystemach morskich – informuje
„Nature”.Jak wykazali wspierani przez NASA naukowcy z
amerykańskiego Massachusetts Institute of Technology (MIT), brytyjskiego
National Oceanography Center oraz innych ośrodków, w ciągu ostatnich 20
lat istotnej zmianie uległ kolor oceanów, a ten globalny trend jest
prawdopodobnie konsekwencją wywołanych przez człowieka zmian klimatu,
ponieważ nie można go wytłumaczyć wyłącznie naturalną zmiennością z roku
na rok.
Choć dla ludzkiego oka zmiany koloru wód są słabo
dostrzegalne, wyraźnie widzi je aparatura badawcza. Objęły już ponad 56
proc. światowych oceanów, czyli obszar większy niż całkowita
powierzchnia lądów na Ziemi.
W szczególności tropikalne regiony
oceanów w pobliżu równika z czasem stawały się coraz bardziej zielone.
Wskazuje to, że ekosystemy na powierzchni oceanu również muszą się
zmieniać, ponieważ kolor oceanu dosłownie odzwierciedla organizmy i
substancje znajdujące się w jego wodach.
Choć dokładna natura
zmian w ekosystemach i jej wpływ na kolor wód nie są na razie znane,
naukowcy są pewni, że przyczyną jest zmiana klimatu spowodowana przez
człowieka.
„Prowadzę symulacje, które od lat mówią mi, że te
zmiany koloru oceanu nastąpią – powiedziała współautorka badania
Stephanie Dutkiewicz z MIT oraz Center for Global Change Science. -
Obserwowanie, jak to się naprawdę dzieje, nie jest zaskakujące, ale
przerażające. Zmiany te są zgodne z wywołanymi przez człowieka zmianami
naszego klimatu".
„Dostarcza to dodatkowych dowodów na to, jak
działalność człowieka na ogromnej przestrzeni wpływa na życie na Ziemi –
dodał główny autor, dr B.B. Cael z National Oceanography Center w
Southampton (Wielka Brytania). - To kolejny sposób, w jaki ludzie
wpływają na biosferę”.
Współautorami badania są także Stephanie
Henson z Narodowego Centrum Oceanografii, Kelsey Bisson z Oregon State
University i Emmanuel Boss z University of Maine.
Ogólnie rzecz
biorąc, wody o barwie ciemnoniebieskiej odzwierciedlają bardzo małą
obecność organizmów żywych; natomiast bardziej zielone wody wskazują na
obecność ekosystemów, a głównie fitoplanktonu — glonów i sinic, które
występują obficie w górnej części oceanu i zawierają zielony barwnik -
chlorofil, dzięki któremu wykorzystują światło słoneczne do
wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery i przekształcania go w cukry.
Fitoplankton
jest podstawą morskiej sieci pokarmowej, która utrzymuje coraz bardziej
złożone organizmy, aż do kryla, ryb oraz ptaków i ssaków morskich.
Fitoplankton pozwala oceanom również na wychwytywanie i magazynowanie
dwutlenku węgla.
Monitorowanie fitoplanktonu w wodach oceanów
pozwala zobaczyć, jak reaguje on na zmiany klimatyczne. Naukowcy
prześledzili zmiany dotyczące chlorofilu na podstawie stosunku ilości
światła niebieskiego do zielonego odbijanego od powierzchni oceanu, co
można monitorować z kosmosu.
Jednak już kilka lat temu Stephanie
Henson, która jest współautorką obecnego badania, opublikowała wraz z
innymi artykuł, w którym wykazała, że gdyby naukowcy śledzili sam
chlorofil, wykrycie jakiegokolwiek trendu zajęłoby co najmniej 30 lat
ciągłego monitorowania. Duże, naturalne wahania zawartości chlorofilu z
roku na rok przeważyłyby nad wpływem zmian wywołanych przez człowieka na
stężenia chlorofilu. Oddzielenie sygnałów wskazujących na zmiany
klimatu od normalnego „szumu” trwałoby całe dekady.
W 2019 roku
Stephanie Dutkiewicz i jej współpracownicy opublikowali artykuł,
pokazując za pomocą nowego modelu, że naturalne zróżnicowanie innych
kolorów oceanów jest znacznie mniejsze w porównaniu z chlorofilem,
dzięki czemu każdy sygnał zmian spowodowanych zmianami klimatycznymi
powinien być łatwiejszy do wykrycia. Przewidywali, że takie zmiany
powinny być zauważalne w ciągu 20, a nie 30 lat monitorowania.
W
bieżącym badaniu dr Cael i zespół przeanalizowali pomiary koloru oceanu
wykonane przez Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) na
pokładzie satelity Aqua, który monitoruje kolor oceanu od 21 lat. MODIS
wykonuje pomiary w siedmiu widzialnych długościach fal, w tym dla dwóch
kolorów, których naukowcy tradycyjnie używają do oszacowania zawartości
chlorofilu. Większa część oceanu wydaje się naszym oczom niebieska,
podczas gdy prawdziwy kolor może zawierać mieszankę subtelniejszych
długości fal, od niebieskiego do zielonego, a nawet czerwonego.
Cael
przeprowadził analizę statystyczną, wykorzystując wszystkie siedem
kolorów oceanów zmierzonych przez satelitę w latach 2002-2022. Najpierw
przyjrzał się, jak bardzo tych siedem kolorów zmieniało się z regionu na
region w ciągu danego roku, co dało mu wyobrażenie o ich naturalnej
zmienności. Następnie przeanalizował, jak te coroczne zmiany koloru
oceanu zmieniały się w ciągu dwóch dekad. Analiza wykazała wyraźny
trend, powyżej normalnej zmienności rok do roku.
Aby sprawdzić,
czy ten trend ma związek ze zmianami klimatycznymi, Cael wykorzystał
model Dutkiewicz z roku 2019. Model ten symulował ziemskie oceany w
dwóch scenariuszach: jeden przy obecności gazów cieplarnianych, a drugi
bez niego. W ciągu 20 lat ta tendencja powinna była spowodować zmiany
koloru oceanów na około 50 proc. powierzchni oceanów świata – czyli
prawie dokładnie to, co Cael odkrył w swojej analizie rzeczywistych
danych satelitarnych.
„Sugeruje to, że trendy, które obserwujemy,
nie są przypadkowymi zmianami w ziemskim systemie – powiedział Cael. -
Jest to zgodne z antropogeniczną zmianą klimatu”. Uzyskane przez zespół
wyniki pokazują, że nieograniczające się do chlorofilu monitorowanie
kolorów oceanów może być skuteczniejszym i szybszym sposobem wykrywania
spowodowanych zmianami klimatycznymi zmian w ekosystemach morskich.
"Kolor
oceanów się zmienił – wskazała Dutkiewicz. - Nie możemy wytłumaczyć,
jak. Ale możemy powiedzieć, że zmiany koloru odzwierciedlają zmiany w
zbiorowiskach planktonu, które będą miały wpływ na wszystko, co żywi się
planktonem. Zmieni się także wychwytywanie dwutlenku węgla przez
oceany, ponieważ różne rodzaje planktonu mają do tego różną zdolność.
Mamy więc nadzieję, że ludzie potraktują to poważnie. Nie tylko modele
przewidują, że te zmiany nastąpią. Widzimy, że to się dzieje, że oceany
się zmieniają”
Więcej informacji w artykule źródłowym (
nature.com ). (PAP)
Autor: Paweł Wernicki
pmw/ bar/