Do końca 21 wieku większość oceanów zmienia kolor

Zmiana klimatu powoduje znaczące zmiany w stanie fitoplanktonu w Światowym oceanie, i nowe badanie wykazało, że w najbliższych dziesięcioleciach zmiany te znacznie wpływają na kolor oceanu, zwiększając jego niebieskie i zielone obszary. Satelity powinny wykryć te zmiany barwy i z góry ostrzec o dużą skalę zmian ekosystemów morskich.

W czasopiśmie Nature Communications naukowcy twierdzą, że opracowali globalny model, który symuluje wzrost i współdziałanie różnych gatunków fitoplanktonu, lub glonów, a także to, jak mieszanka gatunków w różnych miejscach będzie się zmieniać wraz ze wzrostem temperatury na całym świecie. Oficery śledczy także sztuczne, jak fitoplanktonu pochłania i odbija światło, i jak zmienia się kolor oceanu, ponieważ globalne ocieplenie wpływa na skład wspólnot fitoplanktonu.

Badacze starali się model, przewijając ją do końca 21 wieku, i okazało się, że do 2100 roku ponad 50% światowych oceanów zmienią swój kolor, ze względu na zmiany klimatu.

Badanie sugeruje, że niebieskie obszary, takie jak субтропики, staną się jeszcze bardziej niebieskie, ponieważ fitoplanktonu będzie mniej — i życia w ogóle — w tych wodach, jeśli porównać ze współczesnym stanem rzeczy. Niektóre regiony, które dziś bardziej zielone, w rodzaju tych, że około biegunów, mogą stać się jeszcze bardziej ekologiczne, ponieważ wysokie temperatury prowadzą do rozprzestrzeniania się różnych fitoplanktonu..

"model Ten zakłada, że невооруженному oku te zmiany będzie zauważyć łatwo, i ocean wszystko i tak będzie to wyglądać tak, jakby miał niebieskie obszary w strefie podzwrotnikowej i bardziej zielone — w pobliżu równika i biegunów", mówi główny autor pracy Stephanie Даткевич z Wydziału nauk o Ziemi, atmosfery i ziemi Massachusetts institute of technology. "Ten podstawowy schemat pozostaje bez zmian. Jednak głębokie zmiany są na tyle istotne, aby wpłynąć na resztę łańcucha pokarmowego, która opiera się na фитопланктоне".

Kolor oceanów zależy od ilości chlorofilu

Kolor oceanu zależy od tego, jak światło słoneczne współdziała z tym, co znajduje się w wodzie. Tylko cząsteczki wody pochłaniają prawie całe światło słoneczne, za wyjątkiem niebieskiej części widma — ona odbija. W konsekwencji, w odniesieniu jałowe obszary otwartego oceanu wydają się ciemno-niebieskim z kosmosu. Jeśli w oceanie są jakieś organizmy, mogą one wchłonąć i odzwierciedlać fale świetlne o różnej długości, w zależności od ich indywidualnych właściwości.

Fitoplanktonu, na przykład, zawiera chlorofil, barwnik, który pochłania głównie niebieskie obszary światła słonecznego, produkuje węgiel do fotosyntezy, a w mniejszym stopniu — zielone części. W rezultacie, więcej zielonego światła odbija się od oceanu, co sprawia, że tereny, bogaty w algi, zielonkawy odcień.

Z końca lat 1990-tych satelitów stale mierzy kolor oceanu. Naukowcy wykorzystali te pomiary w celu uzyskania ilości chlorofilu, a zatem fitoplanktonu w danym rejonie oceanu. Ale Даткевич mówi, że chlorofil nie koniecznie będzie odzwierciedlać wrażliwy sygnał zmian klimatu. Wszelkie znaczne wahania w хлорофилле może być spowodowane globalnym ociepleniem, ale także — "naturalnej zmienności", normalnymi okresowe skoki w хлорофилле z powodu naturalnych zjawisk związanych z pogodą.

"Zdarzenie poziomu El Nino i La Nina spowoduje bardzo duże zmiany w хлорофилле, bo zmienia ilość składników odżywczych, pochodzących w system", mówi Даткевич. "Z powodu tych dużych, naturalnych zmian, które zdarzają się co kilka lat, trudno zrozumieć, czy zmieni się sytuacja ze względu na zmiany klimatu, jeśli tylko spojrzeć na chlorofil".

Modelowanie oceanów świata

Zamiast tego, aby spojrzeć na uzyskane oceny chlorofilu, zespół osobą zadającą pytanie, czy można zobaczyć wyraźny sygnał o wpływie zmian klimatu na fitoplanktonu, jeśli patrzeć tylko na telewizja pomiaru światła odbitego.

Grupa przepracowała model komputerowy, który używał w przeszłości do przewidywania zmian fitoplanktonu przy wzroście temperatury i подкислении oceanu. Model ten pobiera informacje o фитопланктоне, takie jak pobór jedzenie, i jak rośnie, i zawiera te informacje w model fizyczny, który pokazuje океанические przepływu i mieszania.

Tym razem jednak naukowcy dodali do modelu nowy element, który nie został włączony w inne metody modelowania oceanu: umiejętność oceny konkretnych długości fali światła, które pochłaniają i odbijają się oceanem, w zależności od ilości i rodzaju organizmów danego regionu.

"światło Słoneczne wpada do oceanu, i wszystko, co znajduje się w oceanach, pochłania go, jak chlorofil", mówi Даткевич. "Inne rzeczy będą pochłaniać go lub rozproszyć. Więc określić, jak światło będzie odbijać się od oceanu i dać mu kolor, jest dość trudne.

Okazało się, że model naukowców może służyć do przewidywania kolor oceanu w przypadku zmiany warunków środowiska w przyszłości. I najlepsze w tym jest to, że można go używać w laboratorium.

Sygnał w niebiesko-zielonych kolorach

Kiedy naukowcy dodali do modelu globalne temperatury i wynosili je na 3 stopnie do 2100 roku — taka jest prognoza większości naukowców, jeśli żadnych działań w celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych podejmować nie będzie — okazało się, że długości fal światła w niebieskim i zielonym częściach widma zareagowały szybciej wszystkich.

Co Więcej, tenniebiesko-zielona fala zakres wykazuje bardzo wyraźny sygnał, lub zmiany związane ze zmianą klimatu: przesunięcie dzieje się wcześniej, niż się spodziewano, gdy naukowcy patrzyli na chlorofil.

"Chlorofil zmienia, ale nie można go zobaczyć ze względu na niesamowite naturalnej zmienności", mówi Даткевич. "Jakkolwiek można dostrzec znaczące zmiany klimatu w niektórych z tych zakresów fal w sygnale, посылаемом na satelity. Tak, że to właśnie tu powinniśmy szukać prawdziwy sygnał zmian w satelitarnych pomiarów".

Według modelu naukowców, zmiana klimatu już zmienia skład fitoplanktonu, a więc i kolor oceanów. Do końca stulecia nasza błękitna planeta mocno się zmieni.

"Do końca 21 wieku będzie zauważalne zmiany w kolorze 50% oceanów. Zmiana będzie dość poważne. Różne typy fitoplanktonu w różny sposób pochłaniają światło, a jeśli zmiana klimatu wyrzuci jedną społeczność fitoplanktonu innym, to również zmieni typy łańcuchów pokarmowych, które mogą wspierać".

Wspierasz walkę ze zmianami klimatu? Powiedz .