Zmiany klimatyczne zintensyfikują kolory oceanów
Naukowcy prognozują, do końca XXI wieku zmiany klimatyczne doprowadzą do rozwoju fitoplanktonu w takim zakresie, że może to zintensyfikować barwy dzisiejszych oceanów. Regiony, gdzie dziś woda jest zielonawa, staną się zupełnie zielone, a tam, gdzie woda jest niebieska, jej kolor będzie jeszcze wyraźniejszy. Zmiany kolorów są jedynie widocznym sygnałem poważnych zmian w morskich ekosystemach.
Badacze z Massachusetts Institute of Technology informują na łamach “Nature Communication”, że opracowali model symulujący globalny rozwój różnych odmian fitoplanktonu na przestrzeni kolejnego stulecia, biorący pod uwagę prognozowane zmiany klimatu. W perspektywie podnoszenia się temperatury w różnych regionach świata dojść ma do wymieszania i zmian gatunków roślin, glonów i sinic rozwijających się na powierzchni wód. Symulacja uwzględnia także to, w jaki sposób fitoplankton absorbuje i odbija światło, a tym samym jaki kolor przybiera woda, w której się znajduje.
Na podstawie stworzonego modelu naukowcy ustalili, że około roku 2100 ponad połowa powierzchni wód będzie miała barwę inną niż ta, którą dzisiaj widać z lotu ptaka i ze zdjęć satelitarnych. Globalnie zmiana będzie polegała przede wszystkim na intensyfikacji, a nie na wyraźnych zmianach. Regiony podzwrotnikowe, w których obecnie woda jest niebieska, jeszcze bardziej zintensyfikują ten kolor, ponieważ jeszcze mniej żywych organizmów będzie zamieszkiwało ich powierzchnię. Natomiast te przestrzenie, które już dziś obserwujemy jako zielone – jak wody w okolicach podbiegunowych – przyjmą barwę ciemnozieloną, ze względu na wyższą temperaturę, która sprzyjać będzie rozwojowi i dywersyfikacji fitoplanktonu w tych okolicach.
Kolor wody w oceanie zależy przede wszystkim od tego, jak światło słoneczne oddziałuje z tym, co znajduje się w wodzie. Same cząsteczki wody absorbują prawie cały zakres widzialnego światła słoneczne, z wyjątkiem jego niebieskiej części – dlatego właśnie czystą wodę widzimy jako niebieską i dlatego z powietrza czy z kosmosu tak prezentują się głębokie oceany. Jeśli w ocenie znajdują się jakiekolwiek organizmy, mogą one absorbować i odbijać fale innej długości, a tym samym kolor, który widzimy, będzie inny, zależny od indywidualnych właściwości tych organizmów.
Fitoplankton, czyli żywa część unoszącego się na wodzie planktonu – przede wszystkim mikroskopijne rośliny, glony i sinice – zawierają chlorofil, który służy do przeprowadzenia fotosyntezy. Chlorofil, obecny u praktycznie wszystkich istniejących na Ziemi roślin, niektórych bakterii i alg, pochłania niebieski zakres światła, a odbija fale tej długości, które wytwarzają kolor zielony. Dlatego zielone są liście drzew i dlatego właśnie ocen, w którym rozwinie się fitoplankton, jest widziany jako zielonawy lub całkiem zielony.
Satelitarne obserwacje koloru oceanów są prowadzone regularnie od drugiej połowy lat 90-tych XX wieku. W ten sposób naukowcy oceniają ilość chlorofilu, jaka znajduje się w poszczególnych częściach oceanów. Badacze z MIT doprecyzowali ten system, nie interesując się wyłącznie chlorofilem, ale kolorem światła, jakie odbijają wody. W swoim modelu uwzględnili to, jakie organizmy występują w poszczególnych partiach świata i jaki odcień zieleni wprowadzają.
Wcześniejszy model zbudowany był przede wszystkim na danych dotyczących fitoplanktonu – na przykład jakie jest jego pożywienie, w jaki sposób i jak szybko się rozrasta – i opierając się na tych podstawach, uzyskane fizyczne dane przekładał na symulacje stanu i zmienności oceanów. Nowy model do tych danych dodaje nowy element – zdolność rozpoznania jakie organizmy znajdują się w danej strefie, na podstawie specyficznej dla nich długości fal absorbowanego światła.
Okazało się, że jest to model znacznie skuteczniejszy niż dotychczasowe. Jego przewaga polega między innymi na tym, że minimalizuje utrudnienia w obliczeniach, które przynoszą silne prądy morskie, takie jak El Niño. Jego największą wartością jest to, że zwiększa prawdopodobieństwo modeli długofalowych. Właśnie dzięki temu, zakładając dalsze globalne wzrosty temperatury, uczeni mogli przewidzieć długofalowe zmiany w kolorystyce oceanów.
Opracowano na podstawie artykułu Much of the surface ocean will shift in color by end of 21st century: study opublikowanego na portal Phys.org.
Zobacz też:
Kolor oceanu nie zawsze był taki sam - naukowcy podejrzewają, że około miliarda lat temu, za sprawą pewnych specyficznych bakterii, większość zalewających Ziemię oceanów była... różowa. Więcej na Przystanku Nauka: Miliard lat temu świat był różowy.
