Klimawandel verursacht erhebliche Veränderungen in den Zustand des Phytoplanktons in den Ozeanen der Welt, und die neue MIT Forschung zeigte, dass in den kommenden Jahrzehnten diese änderungen erhebliche Auswirkungen auf die Farbe des Ozeans, die Verbesserung seiner blauen und grünen Bereich. Gefährten müssen erkennen, dass diese änderungen des Farbtons und im Voraus zu warnen, über die umfangreiche änderungen der marinen ökosysteme.
In der Zeitschrift Nature Communications berichten die Wissenschaftler, dass die entwickelte Globale Modell simuliert das Wachstum und die Interaktion von verschiedenen Arten von Phytoplankton, Algen oder, sondern auch, wie sich die Mischung der Arten in den verschiedenen Bereichen wird sich ändern, wenn der Temperaturanstieg auf der ganzen Welt. Die Forscher simulierten, wie Phytoplankton absorbiert und reflektiert das Licht, und wie ändert sich die Farbe des Ozeans, da die Globale Erwärmung wirkt sich auf die Zusammensetzung der Gemeinschaften des Phytoplanktons.
Die Forscher testeten Ihr Modell, scrollen Sie bis zum Ende des 21 Jahrhunderts, und festgestellt, dass bis zum Jahr 2100 mehr als 50% der Ozeane weltweit wechseln Ihre Farbe, die durch den Klimawandel zu.
Die Forschung nimmt an, dass die blauen Bereiche wie die Subtropen, werden noch mehr blau, weil Phytoplankton wird weniger — und das Leben im Allgemeinen — in diesen Gewässern, wenn Sie vergleichen mit der heutigen Situation. Einige Regionen, die heute mehr als die grünen, wie jene, die in der Nähe der Pole, noch grüner werden, da höhere Temperaturen führen zur Verbreitung der vielfältigen Phytoplankton..
«Dieses Modell nimmt an, dass dem unbewaffneten Auge diese Veränderung wird nicht leicht zu bemerken, und das Meer wird immer noch so Aussehen, als ob er eine Blaue Bereiche in den Subtropen und mehr als die grünen — in der Nähe des äquators und der Pole», sagt der Hauptautor der Arbeit Stephanie Даткевич der Fachbereich Geowissenschaften, der Atmosphäre und dem Planeten Massachusetts Institute of Technology. «Diese grundlegende Schema bleibt gleich. Jedoch tiefgreifende änderungen werden ganz erhebliche, um die Auswirkungen auf den Rest der Nahrungskette, die basiert auf фитопланктоне».
Die Farbe der Ozeane hängt von der Menge an Chlorophyll
Die Farbe des Ozeans hängt davon ab, wie das Sonnenlicht interagiert mit dem, was im Wasser. Nur die Wassermoleküle absorbieren fast das gesamte Sonnenlicht, mit Ausnahme der blauen Ende des Spektrums reflektiert wird. Daher relativ unfruchtbare Gebiete des offenen Ozeans scheinen dunkel-blauen aus dem Weltraum. Wenn im Ozean gibt es irgendwelche Organismen, können Sie absorbieren und reflektieren die Lichtwellen unterschiedlicher Länge, in Abhängigkeit von Ihren individuellen Eigenschaften.
Phytoplankton, zum Beispiel, enthält Chlorophyll, das Pigment, das nimmt vor allem die blauen Bereiche des Sonnenlichts, wodurch der Kohlenstoff für die Photosynthese, und in geringerem Maße die grünen Teile. Als Ergebnis, mehr grünes Licht vom Ozean reflektiert wird, dass es Bereiche gibt, reichen Algen eine grünliche Färbung.
Seit Ende der 1990er Jahre Satelliten ständig gemessen, die Farbe des Ozeans. Die Wissenschaftler nutzten diese Messungen für den Erhalt von Mengen von Chlorophyll und dementsprechend Phytoplankton in einem bestimmten Bereich des Ozeans. Aber Даткевич sagt, dass Chlorophyll nicht unbedingt widerspiegeln empfindliches Signal des Klimawandels. Alle großen Schwankungen in хлорофилле kann durchaus von der globalen Erwärmung verursacht, aber auch — «Natürliche Variabilität», die normalen periodischen Sprüngen in den хлорофилле, die durch Naturereignisse im Zusammenhang mit dem Wetter.
«Ereignis-Level-El niño oder La niña bewirkt eine sehr große änderung in хлорофилле, denn ändert sich die Menge an Nährstoffen, die in das System», sagt Даткевич. «Wegen dieser großen, natürlichen Veränderungen, die passieren alle paar Jahre, es ist schwer zu verstehen, wird die Situation durch den Klimawandel, wenn Sie nur auf Chlorophyll».
Die Modellierung der ozeanischen Licht
Anstatt auf die Beurteilung des Chlorophylls, das Team hat eine Frage gestellt, ob man ein klares Signal über die Auswirkungen des Klimawandels auf das Phytoplankton, wenn man nur auf der Satelliten-Messung des reflektierten Lichts.
Die Gruppe änderte Computer-Modell, das verwendete in der Vergangenheit für die Prognose der Veränderungen des Phytoplanktons bei Temperaturanstieg und Versauerung des Ozeans. Dieses Modell nimmt Informationen über фитопланктоне, wie es konsumierte Nahrung, und wie es wächst, und nimmt diese Informationen in das physische Modell, das sich durch die ozeanischen Strömungen und Durchmischung.
Dieses mal jedoch, die Wissenschaftler haben ein neues Element in das Modell, das nicht enthalten war, in der andere Methoden der Modellierung des Ozeans: die Fähigkeit zu bewerten, die spezifische Wellenlängen des Lichts, die absorbiert und reflektiert Ozean, in Abhängigkeit von der Anzahl und Art der Organismen einer bestimmten Region.
«Das Sonnenlicht fällt in das Meer, und alles, was in den Ozean, verschlingt ihn, wie Chlorophyll», sagt Даткевич. «Andere Dinge werden zu absorbieren oder zu zerstreuen. So bestimmen Sie, wie das Licht reflektiert aus dem Meer und verleihen ihm Farbe, ziemlich schwer.
Es stellte sich heraus, dass das Modell der Wissenschaftler kann verwendet werden für die Vorhersage der Farbe des Ozeans bei der Veränderung der Umweltbedingungen in der Zukunft. Und das beste daran ist, dass es in den Labors.
Signal in blau-Grüntönen
Wenn die Wissenschaftler haben in einem Modell der globalen Temperatur und erhöht diese auf 3 Grad bis zum Jahr 2100 — so lautet die Prognose der meisten Wissenschaftler, wenn keine Maßnahmen zur Verringerung der Emission von Treibhausgasen unternommen werden wird — Sie entdeckt, dass die Wellenlängen des Lichtes im blauen und grünen Bereichen des Spektrums reagiert schneller als jeder andere.
Darüber hinaus, diese blau-grüne Welle-Band zeigt ein sehr klares Signal, oder eine Verschiebung, verbunden mit dem Klimawandel: die Verschiebung erfolgt früher als erwartet, wenn die Wissenschaftler untersuchten das Chlorophyll.
«Chlorophyll ändert sich, aber Sie können es nicht sehen wegen der unglaublichen natürlichen Variabilität», sagt Даткевич. «Aber Sie sehen eine deutliche Veränderung des Klimas in einigen dieser Bereiche von Wellen in dem Signal, посылаемом zu den Satelliten. Also genau hier müssen wir für ein echtes Signal änderungen in den satellitengestützten Messungen».
Nach dem Modell der Wissenschaftler, die den Klimawandel schon ändert sich die Zusammensetzung des Phytoplanktons und damit die Farbe der Ozeane. Bis zum Ende des Jahrhunderts unser blauer Planet wird sich stark verändern.
«Bis zum Ende des 21 Jahrhunderts wird viel Veränderung in der Farbe 50% der Ozeane. Die änderung wird ziemlich ernst. Verschiedene Arten von Phytoplankton unterschiedlich absorbieren Licht, und wenn der Klimawandel gleitet eine Gemeinschaft Phytoplankton anderen, es ändert auch die Arten von Food-Ketten, die Sie unterstützen können».
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