Klimaforandring medfører betydelige ændringer i tilstanden af fytoplankton i Verden ocean, og en ny undersøgelse, som MIT har vist, at der i de kommende årtier, og disse ændringer vil i høj grad påvirke farven på havet, til styrkelse af dens blå og grøn region. Satellitter skal registrere disse ændringer af hue og give en tidlig advarsel om omfattende ændringer på de marine økosystemer.
I tidsskriftet Nature Communications, forskere rapporterer, at de har udviklet en global model, der simulerer vækst og samspil mellem forskellige typer af fytoplankton, eller alger, og hvordan blandingen af arter i forskellige områder vil ændre sig, når temperaturen i hele verden. Forskerne også modelleret som fytoplankton absorberer og reflekterer lys, og hvordan man kan ændre farven på havet, som den globale opvarmning påvirker fællesskabet sammensætning af fytoplankton.
Forskerne testede deres model ved at rulle det til slutningen af det 21 århundrede, og fundet, at i år 2100 mere end 50% af verdenshavene vil ændre deres farve på grund af klimaændringer.
Forskning tyder på, at det blå område, såsom subtroperne vil blive endnu mere blå, fordi fytoplankton vil være mindre — og livet i Almindelighed i disse farvande, er, når forhold til den nuværende situation. Nogle regioner, som nu er mere grøn, som dem i nærheden af polerne kan blive endnu grønnere, da højere temperaturer føre til spredning af forskellige planteplankton..
“Denne model tyder på, at den blotte øje, at disse ændringer vil være svært at ignorere, og havet vil stadig se ud, som om han har fået den blå områder i subtroperne og mere grønne i nærheden af ækvator og polerne,” siger hovedforfatter Stephanie Dutkevich fra Department of Earth Sciences, atmosfære og den planet, Massachusetts Institute of technology. “Denne grundlæggende ordning, vil forblive den samme. Men dybtgående ændringer vil være væsentlig nok til at påvirke resten af fødekæden, som er baseret på fytoplankton”.
Farven på havene afhænger af mængden af klorofyl
Farven på havet afhænger af, hvordan sollys interagerer med, hvad der er i vandet. Kun vand molekyler absorberer næsten alt sollys, undtagen den blå del af spektret, hun afspejlet. Derfor et relativt øde område i det åbne ocean er mørke blå fra rummet. Hvis der er nogen organismer, at de kan absorbere og reflektere lysbølger af forskellig længde, afhængigt af deres individuelle egenskaber.
Fytoplankton, for eksempel, indeholder klorofyl, pigment, som absorberer primært blå dele af sollys, der producerer kul for fotosyntese, og i mindre omfang, den grønne del. Som et resultat, flere grønne lys, der reflekteres fra havet, hvilket giver de områder, der er rige på alger, et grønligt skær.
Siden slutningen af 1990-erne af satellitter, der er i konstant målt havets farve. Forskerne brugte disse målinger til at få antallet af klorofyl og dermed fytoplankton i et bestemt område af havet. Men, Dutkewych siger, at klorofyl afspejler ikke nødvendigvis sensing signal om klimaændringer. Nogen betydelige udsving i klorofyl kan være på grund af den globale opvarmning, men også til “naturlige variabilitet”, normale periodiske ændringer i klorofyl, der skyldes naturlige fænomener, der er forbundet med vejret.
“Event-niveau El niño eller La niña vil medføre meget store ændringer i klorofyl, fordi det ændrer mængden af næringsstoffer, der kommer ind i systemet,” siger Dutkewych. “På grund af disse store, naturlige forandringer, der sker hvert år, det er svært at forstå, vil situationen ændre sig på grund af klimaforandringer, hvis du bare se på klorofyl”.
Modellering ocean af lys
I stedet for at kigge på skøn af klorofyl, holdet spekuleret over, om det er muligt at se et klart signal om virkningen af klima forandringer på fytoplankton, hvis du kun ser på satellit-målinger af det reflekterede lys.
Gruppen har udviklet edb-model, som blev anvendt i fortiden, til at forudsige ændringer i fytoplankton med stigende temperatur og forsuring af havene. Denne model tager information om fytoplankton, som sin forbruget af fødevarer, og som det vokser, og inkluderer denne information i den fysiske model, der viser, havstrømme og blanding.
Men denne gang, forskere har tilføjet en ny model element, der ikke er medtaget i andre metoder til modellering af havet: evnen til at vurdere bestemte bølgelængder af lys, der absorberes, og som afspejles ved havet, afhængigt af antallet og type af organismer i en bestemt region.
“Sollys rammer havet, og alle, der er i havet, absorberer det som klorofyl,” siger Dutkewych. “Andre ting, vil absorbere det eller spredte. Så til at bestemme, hvordan lyset reflekteres af havet og give det en farve, der er hårdt nok.
Det viste sig, at den model af forskere, der kan bruges til at forudsige farven på havet under skiftende miljøforhold i fremtiden. Og den bedste del er, at det kan bruges i laboratoriet.
Signalet i blå-grønne nuancer
Når forskere tilføjet til modellen for den globale temperatur og steg med 3 grader i år 2100 — der er forventet af de fleste forskere, hvis ingen handling for at reducere drivhus gas emissioner, der ville blive gjort — de fandt, at de bølgelængder af lys i blå og grønne dele af spektret, der reagerer hurtigst.
Desuden er, denne blå-grønne bølge række viser et meget klart signal, eller skift er forbundet med klimaændringer: skift sker hurtigere end forventet, når forskerne så på klorofyl.
“Klorofyl er under forandring, men du kan ikke se det på grund af stor naturlig variation,” siger Dutkewych. “Men, du kan se betydelige klimaændringer i nogle af disse frekvenser i signalet, som sendes til satellitter. Så det er her, at vi skal lede efter det “rigtige” signal ændringer i satellit-målinger.”
Ifølge forskerne, at klimaændringerne allerede er ved at ændre sammensætningen af fytoplankton, og dermed farven på havene. Ved udgangen af århundredet vores planet vil ændre sig dramatisk.
“Ved udgangen af det 21 århundrede vil være mærkbar variation i farve er 50% af havene. Ændringen vil være ganske alvorlig. Forskellige typer af fytoplankton forskelligt absorbere lys, og hvis klimaændringerne vil flytte en fytoplankton fællesskab til andre, vil det også ændre de typer af fødevarer, kæder, som de kan støtte”.
Støtter du kampen mod klimaforandringerne? Fortæl os i vores chat i Telegrammet.