Zmiany klimatu zmienią kolor oceanu pod koniec XXI wieku

Uważamy za oczywiste, że niebo jest niebieskie, liście są zielone, a ocean jest niebiesko-zielony, ale naukowcy ostrzegają, że niektóre z tych rzeczy nie pozostaną takie same przez długi czas. Jak klimat Ziemi ociepla się, naukowcy twierdzą, że kolor wody na oceanach świata zmieni się z czasem - i może się to zdarzyć w ciągu następnego stulecia.

Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Massachusetts Institute of Technology i National Oceanography Center w Southampton w Wielkiej Brytanii pokazują, że prawie dwie trzecie oceanów na świecie może wyglądać znacząco inaczej do 2100 r., Ponieważ zmiany klimatu nadal powodują spustoszenie na Ziemi, a zmiana koloru będzie przyjść z poważnymi konsekwencjami.

W artykule opublikowanym w poniedziałek w czasopiśmie Nature Communications zespół donosi, że mogą używać koloru wody oceanicznej jako „sygnatury” wzrostu temperatury wody.

W ciągu następnych 80 lat piszą, że kolor zmieni się na tyle, by mógł zostać wykryty przez satelity, chociaż prawdopodobnie nie gołym okiem: ciepłe, niebieskie części oceanu staną się bardziej niebieskie, podczas gdy zimne, zielone części oceanu będą stać się bardziej zielony. Korzystając z obrazowania satelitarnego, zespół znalazł sposób na zinterpretowanie, jaki kolor światła odbija woda, nawet jeśli różnice są bardzo małe. Ponieważ różne części oceanu zmieniają kolor w ciągu następnych kilku dziesięcioleci, naukowcy będą mogli użyć zmieniających się odcieni, aby powiedzieć, jak ciepły jest ocean w tych regionach.

Kolor oceanu jest wynikiem sposobu, w jaki woda absorbuje i rozprasza światło, na co z kolei wpływają minerały rozpuszczone w wodzie i obecność drobnych, zielonych, fotosyntetycznych organizmów znanych jako fitoplankton. Jak ocieplają oceany, zespół przewiduje, że ciepłe regiony z mniejszym fitoplanktonem prawdopodobnie będą wspierać nawet mniej życie - staje się bardziej niebieskie - podczas gdy cieplejsze temperatury w zimnych regionach oceanu sprzyjają większej populacji planktonu - zmieniając go na zielony.

Naukowcy często wykorzystują dane satelitarne do oszacowania poziomów chlorofilu-a, zielonej substancji chemicznej stosowanej w fotosyntezie, do pomiaru poziomów fitoplanktonu. Tam, gdzie jest dużo chlorofilu-a, jest dużo fitoplanktonu, który z kolei jest skorelowany z temperaturą wody w tym regionie.

„Chlorofil zmienia się, ale tak naprawdę nie można go zobaczyć ze względu na jego niesamowitą naturalną zmienność”, mówi dr Stephanie Dutkiewicz, badacz nauk planetarnych w MIT i pierwszy autor artykułu. „Ale w niektórych z tych zakresów częstotliwości można zauważyć znaczną, związaną z klimatem zmianę sygnału wysyłanego do satelitów. Dlatego właśnie powinniśmy szukać pomiarów satelitarnych, aby uzyskać prawdziwy sygnał zmian. ”

Zespół ulepsza jednak tę metodę wykrywania kolorów za pomocą metryki zwanej współczynnikiem odbicia (RSS), która szacuje, ile światła padającego na wodę odbija się z powrotem. Ten środek, co ważne, jest nawet bardziej dokładny niż pomiar zmian koloru chlorofilu i nie zmienia się w zależności od pory roku, tak jak fitoplankton. RSS, piszą, może być najbardziej wiarygodnym wskaźnikiem tego, jak szybko oceany ocieplają się ze względu na zmiany klimatu.

„Zmiana nie jest dobrą rzeczą, ponieważ z pewnością wpłynie na resztę sieci spożywczej” - powiedział Dutkiewicz CNN. „Fitoplankton jest u podstawy, a jeśli zmienia się baza, zagraża to wszystkim innym wzdłuż sieci pokarmowej, dostatecznie daleko do niedźwiedzi polarnych lub tuńczyka lub po prostu wszystkiego, co chcesz jeść lub kochać, aby zobaczyć na zdjęciach”.

Abstrakcyjny: Monitorowanie zmian w fitoplanktonie morskim jest ważne, ponieważ stanowią one podstawę sieci pokarmowej dla morza i mają kluczowe znaczenie w obiegu węgla. Często chlorofil-a (Chl-a) jest używany do śledzenia zmian w fitoplanktonie, ponieważ istnieją globalne, regularne szacunki pochodzące z satelitów. Jednak czujniki satelitarne nie mierzą bezpośrednio Chl-a. Zamiast tego Chl-a szacuje się na podstawie współczynnika odbicia (RRS): stosunku promieniowania upwellingowego do natężenia promieniowania downwellingowego na powierzchni oceanu. Korzystając z modelu, pokazujemy, że RRS w widmie niebiesko-zielonym może mieć silniejszy i wcześniejszy sygnał napędzany zmianami klimatu niż Chl-a. Dzieje się tak, ponieważ RRS ma niższą naturalną zmienność i integruje nie tylko zmiany w wodzie Chl-a, ale także zmiany w innych ważnych optycznie składnikach. Struktura wspólnoty fitoplanktonu, która silnie wpływa na optykę oceaniczną, prawdopodobnie pokaże jeden z najczystszych i najszybszych sygnatur zmian w bazie ekosystemu morskiego.