Zmiana klimatu nadaje oceanom nowy kolor

Głęboko błękitne morze zmienia kolor na zielony. Chociaż może to nie wydawać się tak istotne, jak na przykład rejestrowanie ciepłych temperatur powierzchni morza, kolor powierzchni oceanu wskazuje na leżący pod nią ekosystem. Zbiorowiska fitoplanktonu, mikroskopijne organizmy fotosyntetyzujące, występują licznie w wodach przypowierzchniowych i stanowią podstawę wodnej sieci pokarmowej i obiegu węgla. Ta zmiana koloru wody potwierdza oczekiwany trend w świetle zmian klimatycznych Zmiany sygnału Ekosystemy w Oceanie Światowym, który obejmuje 70 procent powierzchni Ziemi.

Prowadzeni przez badaczy BB Kyle’agłówny naukowiec w Narodowym Centrum Oceanograficznym w Wielkiej Brytanii, otwarty W ciągu ostatnich 20 lat 56% światowej powierzchni morza doświadczyło znaczącej zmiany koloru. Po przeanalizowaniu danych o kolorze oceanu z MODIS (Spektrometr obrazowy średniej rozdzielczości) narzędzie w NASA wodny Dzięki satelitom odkryli, że znaczna część zmian wynika z zazieleniania się oceanu.

Na powyższej mapie zaznaczono obszary, w których kolor powierzchni oceanu zmienił się w latach 2002–2022, przy czym ciemniejsze odcienie zieleni reprezentują bardziej znaczące różnice (wyższy stosunek sygnału do szumu). Dlatego Kyle powiedział: „Są to miejsca, w których możemy wykryć zmiany w ekosystemie oceanicznym na przestrzeni ostatnich 20 lat”. Badanie skupiło się na regionach tropikalnych i subtropikalnych, z wyłączeniem dużych szerokości geograficznych, gdzie przez część roku jest ciemno, oraz wód przybrzeżnych, gdzie dane są z natury bardzo zaszumione.

Czarne kropki na mapie wskazują region zajmujący 12 procent powierzchni oceanu, w którym w okresie objętym badaniem zmienił się również poziom chlorofilu. Chlorofil jest wskaźnikiem wybieranym przez naukowców zajmujących się teledetekcją do pomiaru liczebności i produktywności fitoplanktonu. Jednak szacunki te wykorzystują tylko kilka kolorów w widmie światła widzialnego. Wartości pokazane na zielono opierają się na pełnej gamie kolorów i dlatego przekazują więcej informacji o ekosystemie jako całości.

Długie szeregi czasowe z pojedynczego czujnika są stosunkowo rzadkie w świecie teledetekcji. Podobnie jak satelita Aqua Świętuje swoje 20-lecie Na orbicie w 2022 r. – znacznie po 6-letnim okresie obowiązywania projektowanego – Kyle zastanawiał się, jakie długoterminowe trendy można wykryć w danych. W szczególności był ciekaw, co mógł przeoczyć we wszystkich zebranych przeze mnie informacjach na temat kolorów oceanów. „Dane są szyfrowane w większym stopniu niż faktycznie wykorzystujemy” – stwierdził.

Uważnie analizując dane, zespół odkrył, jaki jest trend w kolorze oceanów I spodziewał się za pomocą modelowania klimatycznego, ale oczekuje się, że wykrycie ich na podstawie szacunków chlorofilu opartych na danych satelitarnych zajmie od 30 do 40 lat. Dzieje się tak dlatego, że naturalne wahania poziomu chlorofilu są duże w porównaniu z tendencją zmian klimatycznych. Nowa metoda, która uwzględnia całe światło widzialne, była na tyle skuteczna, że ​​potwierdziła tę tendencję w ciągu 20 lat.

Trudno na tym etapie wskazać dokładne zmiany środowiskowe odpowiedzialne za pojawienie się nowych form. Autorzy stawiają jednak hipotezę, że mogą one wynikać z różnych skupisk planktonu, bardziej szkodliwych cząstek lub innych organizmów, takich jak zooplankton. Kyle powiedział, że jest mało prawdopodobne, aby zmiany koloru wynikały z materiałów takich jak plastik lub inne zanieczyszczenia, ponieważ nie są one wystarczająco powszechne, aby można je było zarejestrować na dużą skalę.

„Wiemy, że w ciągu ostatnich 20 lat oceany uległy większemu rozwarstwieniu” – powiedział. Powierzchnia wody Pochłonęły nadmiar ciepła z ocieplającego się klimatu, w wyniku czego rzadziej mieszają się z głębszymi, bardziej bogatymi w składniki odżywcze warstwami. Scenariusz ten faworyzowałby plankton przystosowany do środowiska ubogiego w składniki odżywcze. Kyle powiedział, że obszary zmiany koloru oceanów dobrze odpowiadają obszarom, w których morze uległo większemu rozwarstwieniu, ale nie ma takiego pokrywania się ze zmianami temperatury powierzchni morza.

Być może wkrótce otrzymamy więcej informacji na temat ekosystemów wodnych Ziemi. Prędkość NASA (Plankton, aerozol, chmura, ekosystem oceaniczny) Satelita, którego wystrzelenie zaplanowano na rok 2024, będzie dostarczał obserwacje z dokładniejszą dokładnością kolorów. Nowe dane umożliwią badaczom wyciągnięcie większej ilości informacji na temat środowiska oceanicznego, takich jak różnorodność gatunków fitoplanktonu i tempo wzrostu fitoplanktonu.

Zdjęcie z Obserwatorium Ziemi NASA wykonane przez Wanmei Lianga na podstawie danych z: Kyle, B. B. i in. (2023). Historia autorstwa Lindsay Dorman.