Oceany zmieniają kolor. Wszystko przez ocieplanie się klimatu

W ciągu ostatnich dwudziestu lat ponad połowa powierzchni oceanów nabrała bardziej zielonego odcienia. Trend ten jest prawdopodobnie konsekwencją zmian klimatycznych wywołanych przez człowieka. Jakie dokładnie zmiany w ekosystemach wpływają na barwę oceanów? Tego obecnie nie wiadomo. Badacze nie są też w stanie przewidzieć skutków, jakie zjawisko to może przynieść.

Wcześniej badacze sądzili, że w wyniku ocieplania klimatu oceany mogą zmienić swój kolor, ale stanie się to dopiero za dziesiątki lat. – Wpływamy na ekosystem w sposób, jakiego wcześniej nie przewidzieliśmy – mówi główny autor badań B. B. Cael, naukowiec zajmujący się oceanami i klimatem w National Oceanography Centre w Southampton w Wielkiej Brytanii.

Artykuł na temat ewolucji koloru oceanów ukazał się w magazynie "Nature" (DOI: 10.1038/d41586-023-02262-9).

Ocean może zmienić kolor z wielu powodów, na przykład gdy na jego powierzchnię wypływają składniki odżywcze, które prowadzą do zakwitu fitoplanktonu, zawierającego chlorofil. Badając długości fal światła słonecznego odbijanego przez wodę, naukowcy mogą oszacować, ilość chlorofilu, a tym samym fitoplanktonu i alg.

Teoretycznie wraz ze wzrostem temperatury wody, więcej powinno być w niej żywych organizmów. Jednak ilość chlorofilu na powierzchni oceanów może się zmieniać z roku na rok, co utrudnia odróżnienie długofalowych procesów od dużych naturalnych wahań. Naukowcy sądzili, że wykrycie jakichkolwiek trendów może zająć nawet czterdzieści lat.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Sprawę komplikuje też fakt, że do tej pory satelity badały kolor oceanów na różne sposoby i teraz nie można połączyć zebranych danych. Zespół Caela postanowił przeanalizować informacje z MODIS, czujnika znajdującego się na pokładzie satelity Aqua NASA, który został wystrzelony w 2002 roku i nadal krąży wokół Ziemi, znacznie przekraczając przewidywany sześcioletni czas użytkowania.

Wcześniej naukowcy szukali zmian uwzględniając tylko jedną długość fali. Teraz przeanalizowali zmiany siedmiu różnych odcieni.

Dzięki dwóm dekadom danych zbieranych przez MODIS badacze byli w stanie zaobserwować długoterminowe trendy. Okazuje się, że w tym czasie 56 proc. powierzchni oceanów zmieniło swój kolor. Chodzi głównie o wody tropikalne i subtropikalne, znajdujące się w obszarach równikowych. Eksperci podsumowują, że wody stają się z czasem bardziej zielone.

Aby sprawdzić, czy zmiany te można powiązać z ocieplaniem klimatu, naukowcy porównali swoje wyniki z modelem, który symulował reakcję ekosystemów morskich na rosnący poziom gazów cieplarnianych w atmosferze. Zaobserwowane zmiany pokrywały się z tymi przewidywanymi przez model.

– Teraz pytanie brzmi, co powoduje, że oceany stają się bardziej zielone. Prawdopodobnie nie jest to bezpośredni efekt wzrostu temperatury powierzchni wód, ponieważ obszary, w których zaobserwowano zmianę koloru, nie pokrywają się z obszarami, w których temperatura wzrosła – twierdzi Cael.

Zmiana może mieć coś wspólnego z dystrybucją żywności w oceanach. Ocieplanie się górnych warstw wody utrudnia składnikom odżywczym wydostanie się na powierzchnię, zatem przeżyć może głównie mniejszy fitoplankton. Prowadzi to do ogólnych zmian w ekosystemach i kolorze wody. Ale to tylko jedna z koncepcji.

Potrzebne są dalsze badania nad zagadnieniem, aby móc wysnuć pełniejsze wnioski. Naukowcy czekają na start misji NASA, która wyniesie na orbitę satelitę PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem). Instrumenty zamontowane na pokładzie będą mierzyć kolor oceanu w znacznie większej liczbie długości fal. Wystrzelenie urządzenia zaplanowano na styczeń 2024 r.

– Nowy satelita powinien pozwolić nam zrozumieć ekologiczne implikacje obserwowanych trendów w strukturze ekosystemów oceanów w nadchodzących latach – mówi Ivona Cetinić, oceanograf z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland, która pracuje nad PACE.

Źródło: Nature, Massachusetts Institute of Technology