До края на 21-ви век повечето океани ще променят цвета си.

Изменението на климата причинява значителни промени.в състоянието на фитопланктона в океаните и ново проучване на MIT показа, че през следващите десетилетия тези промени ще повлияят значително на цвета на океана, засилвайки неговите сини и зелени площи. Сателитите трябва да откриват тези промени в сянка и предупреждават предварително за мащабни промени в морските екосистеми.

В списанието Nature Communications учените докладватче са разработили глобален модел, който имитира растежа и взаимодействието на различни видове фитопланктон или водорасли и как сместа от видове на различни места ще се промени с увеличаване на температурата по света. Изследователите също така моделираха как фитопланктонът абсорбира и отразява светлината, и как цветът на океана се променя, тъй като глобалното затопляне засяга състава на общностите на фитопланктона.

Изследователите са тествали своя модел, като го пренасочили до края на 21-ви век, и установили, че до 2100 г. повече от 50% от световните океани ще променят цвета си поради изменението на климата.

Проучването предполага, че сините областикато субтропиците, ще станат още по-сини, тъй като фитопланктонът ще стане по-малко - и животът като цяло - в тези води, в сравнение с настоящото състояние на нещата. Някои райони, които днес са по-зелени, като тези близо до полюсите, могат да станат още по-зелени, тъй като по-високите температури водят до разпространение на разнообразни фитопланктони.

"Този модел предполага, че невъоръженитеТази промяна няма да се види лесно и океанът все още ще изглежда така, сякаш има сини зони в субтропиците и по-зелени райони в близост до екватора и полюсите ”, казва водещият автор Стефани Даткевич от отдел„ Земни науки “. институт. „Тази основна схема ще остане същата. Въпреки това, дълбоките промени ще бъдат достатъчно значителни, за да засегнат останалата част от хранителната верига, която почива върху фитопланктона. "

Цветът на океаните зависи от количеството хлорофил.

Цветът на океана зависи от това как слънчевата светлинавзаимодейства с това, което е във водата. Само водните молекули абсорбират почти цялата слънчева светлина, с изключение на синята част на спектъра - тя се отразява. Следователно сравнително безплодните зони на открития океан изглеждат тъмносини от космоса. Ако в океана има организми, те могат да абсорбират и отразяват светлинни вълни с различна дължина, в зависимост от техните индивидуални свойства.

Фитопланктонът, например, съдържа хлорофил,пигмент, който абсорбира предимно сини петна от слънчева светлина, произвеждайки въглерод за фотосинтеза, и в по-малка степен зелени части. В резултат на това повече зелена светлина се отразява от океана, което дава на земите богати на водорасли зеленикав оттенък.

От края на 90-те години сателитите непрекъснато измерватцвета на океана. Учените са използвали тези измервания, за да получат количеството хлорофил и съответно фитопланктон в определена област на океана. Но Даткевич казва, че хлорофилът не отразява непременно чувствителен сигнал за изменението на климата. Всякакви значителни флуктуации в хлорофила могат да бъдат причинени от глобалното затопляне, но също и от „естествената променливост“, нормалните периодични скокове в хлорофила, дължащи се на природни явления, свързани с времето.

"Ел Нино или Събитието Ла Нина ще задействатмного големи промени в хлорофила, тъй като променя количеството на хранителните вещества, влизащи в системата ”, казва Даткевич. "Поради тези големи, естествени промени, които се случват на всеки няколко години, е трудно да се разбере дали ситуацията ще се промени поради изменението на климата, ако просто погледнете хлорофила."

Моделиране на океанската светлина

Вместо да гледаме резултатитехлорофил, екипът се чудеше дали е възможно да се види ясен сигнал за въздействието на изменението на климата върху фитопланктона, ако разглеждате само сателитните измервания на отразената светлина.

Групата усъвършенства компютърния модел, койтоизползвани в миналото за прогнозиране на промените във фитопланктона с повишаването на температурите и окисляването на океана. Този модел взема информация за фитопланктона, като консумацията на храна и как той расте, и включва тази информация във физически модел, който демонстрира океански течения и смесване.

Този път обаче учените добавиха към моделаНов елемент, който не е включен в други методи за моделиране на океана: способността да се оценят специфични дължини на вълните на светлината, които се абсорбират и отразяват от океана, в зависимост от броя и вида на организмите в даден регион.

- Слънчевата светлина удари океана и всичко останалое в океана, абсорбира го като хлорофил ”, казва Даткевич. „Други неща ще го абсорбират или разсеят. Така че, за да се определи как светлината ще се отразява от океана и да я придаде цвят, е достатъчно трудно.

Оказа се, че моделът на учените можеизползвани за предсказване на цвета на океана, когато условията на околната среда се променят в бъдеще. А най-хубавото е, че може да се използва в лаборатория.

Сигнал в синьо-зелени тонове

Когато учените добавиха глобалния модел към моделаТемпературите и ги увеличават с 3 градуса до 2100 г. - това е прогнозата на повечето учени, ако не се предприемат действия за намаляване на емисиите на парникови газове - те установиха, че дължината на вълната на светлината в сините и зелените части на спектъра отговаряха най-бързо.

Освен това този синьо-зелен обхват на дължината на вълнатадемонстрира много ясен сигнал, или промяна, свързана с изменението на климата: промяната настъпва по-рано от очакваното, когато учените разглеждат хлорофила.

- Хлорофилът се променя, но не можете да го видитезаради невероятната естествена променливост, ”казва Даткевич. - Но в някои от тези дължини на вълните в сигнала, изпратен до сателитите, може да се види значителна промяна в климата. Така че тук трябва да търсим истински сигнал за промени в сателитните измервания. "

Според учените изменението на климата вече променя състава на фитопланктона, а оттам и цвета на океаните. До края на века нашата синя планета ще се промени драстично.

"До края на 21-ви век ще има промяна в цвета50% от океаните. Промяната ще бъде доста сериозна. Различните видове фитопланктон абсорбират светлината по различен начин и ако изменението на климата измести една общност от фитопланктон в друга, то също ще промени видовете хранителни вериги, които те могат да подкрепят. "

Подкрепяте ли борбата с изменението на климата? Разкажете ни в нашия чат в Telegram.