Oceanografi su dugo koristili jednostavno empirijsko pravilo: zelena voda je puna mikroskopskog života, dok ultramarinska plava boja obično signalizira njegov relativni nedostatak.
Nova analiza satelitskih slika u dva desetljeća pokazuje da se granica između tih nijansi kreće.
Znanstvenici su otkrili da su vode otvorenog oceana u visokim širinama stalno zelene i postaju plavo u tropima i subtropicima.
Budući da nijansa morske vode odgovara klorofilu – pigmentu koji fytoplankton koristi za fotosintezu – ovaj trend ukazuje na opsežnu pretvorbu života u bazi morskih lanaca hrane.
Promjena koda boja naših oceana
Istraživački tim na čelu s postdokorandom Sveučilišta Duke Haipeng Zhao analizirao je globalne podatke dobivene između 2003. i 2022. godine. Podaci su dobiveni korištenjem Modis-Aqua iz NASA-e, koji skenira planetu svaka dva dana.
Svaki prolaz mjeri fino pomak u reflektiranoj svjetlosti, što otkriva koncentraciju klorofila izravno na površini. Kako bi izbjegli optičku buku iz obalnih linija bogate oborinama, znanstvenici su se usredotočili isključivo na otvoreni ocean.
“U oceanu, kao što vidimo na temelju satelitskih mjerenja, tropa i suptropskih područja, oni uglavnom gube klorofil, dok su polarne regije – područja visokih širine – zelene”, rekao je Zhao.
U praksi to znači smanjenje količine planktona u toplim plavim vodama duž ekvatora i povećanje njegovog broja u polarnim vodama.
Inventivna matematika za bučni planet
Rad sa satelitskim slikama uvijek je povezan s prazninama – oblacima, senzorskim poremećajima, razlikama u dnevnom svjetlu.
Kako bi sastavili kontinuiranu priču, Zhao i njegovi kolege posudili su nekoliko statističkih alata koji se najčešće koriste za proučavanje prihoda kućanstava: Lorenzova krivulja i koeficijent Gini.
Glavni istraživač Nicholas Kassar, znanstvenik sa Sveučilišta Duke, objasnio je skok iz ekonomije u oceanografiju: „Posudili smo koncepte ekonomije, tako prikupljeni koeficijent Lorenz i Gini koeficijent, koji zajedno pokazuju koliko je bogatstvo podijeljeno u društvu.
Rekli smo: Koristimo podatke i vidimo je li se udio oceana s najvećim sadržajem klorofila s vremenom promijenio. ”
Proizlaziti? U dvadeset godina, područja “klorofila” koja su već zelena postala su još zelenija, posebno na sjevernoj hemisferi, dok su plava područja izgubila još više pigmenta.
Ispitivanje klimatskog konteksta
Zeleniji stupovi i plavokosi tropici mogu izgledati kao izravni otisci prstiju prstiju globalnog zagrijavanja. Međutim, studija nije došla do takvog zaključka.
Autori su usporedili promjene u klorofilu s četiri varijable okoliša: temperaturu razine mora, brzina vjetra, dostupnost svjetlosti i dubina miješanog sloja.
Samo je zagrijavanje odgovaralo promatranoj promjeni boje; Ostali čimbenici nisu pokazali jasnu povezanost.
Međutim, suradnica studije Susan Lozier iz Georgia Tech upozorava na užurbane zaključke da su klimatske promjene iza njega. “Razdoblje studije bilo je prekratko da bi se uklonila utjecaj ponavljajućih klimatskih pojava poput El Niño”, rekao je Lozier.
“Mjerenja u sljedećih nekoliko desetljeća bit će ključna za određivanje utjecaja koji nadilaze okvir klimatskih fluktuacija.”
Promjena planktona, veliki utjecaj
Fytoplankton ne samo da mrlja valove. Zahvaljujući fotosintezi, apsorbira ugljični dioksid i pretvara ga u organske tvari, izolirajući ugljik dok mrtve stanice padaju na dno.
Migracija produktivnosti na stup može obnoviti ovu prirodnu pumpu. Cassar napominje da geografski pomak može odrediti koliko dugo će taj ugljik ostati izvan cirkulacije.
“Ako ugljik postane dublji ili na mjesta na kojima voda ne diže na površinu duže vrijeme, to je mnogo duže. S druge strane, ugljik smješten na niskoj dubini može se brže vratiti u atmosferu, smanjujući utjecaj fitoplanktona na skladištenje ugljika”, rekao je.
Drugi problem je sigurnost hrane. Mnoge ekvatorijalne zemlje ovise o bogatoj populaciji riba, koje se održavaju procvatom planktona. Stalni pad primarnih proizvođača može poremetiti prehrambeni lanac i smanjiti zalihe riba koje su vitalne za hranu i ekonomiju.
“Fytoplankton je osnova morskog lanca hrane. Ako se smanji njegova količina, može utjecati i na višu razinu prehrambenog lanca, što može značiti potencijalnu preraspodjelu ribolova”, upozorio je Kassar.
Promjena boje oceana nastavlja se
Studija dodaje otvoreni ocean popisu seoskih sustava koji već pokazuju ekološki pomak prema stupu. Na kopnenim satelitskim zapisima dokumentirale su šume u visokim zemljopisnim širinama i pod stresom u suptropskim područjima.
Sada kada se prebacio oceanski klorofilni pojas, znanstvenici promatraju kontinuiranu povijest planete.
Međutim, autori naglašavaju da su dva desetljeća tek početak. Za prognozu potpunog ekološkog utjecaja potrebni su duži zapisi, dublja opažanja i poboljšani modeli fiziologije fitoplanktona.
Promjena boje oceana signalizira promjenu – zelena u visokim širinama, plava u blizini ekvatora – u vrijeme kada se ekosustavi tiho reorganiziraju. Na miran način slijedi značajnu obnovu morskog života koja može promijeniti klimatske povratne informacije i svjetsko ribolov.
