Изменение климата изменит цвет океана к концу XXI века

Мы считаем само собой разумеющимся, что небо голубое, листья зеленые, а океан своего рода сине-зеленый, но ученые предупреждают, что некоторые из этих вещей не останутся неизменными надолго. По словам ученых, по мере того, как климат Земли нагревается, цвет воды в мировых океанах со временем будет меняться - и это может произойти в следующем столетии.

Новое исследование ученых из Массачусетского технологического института и Национального центра океанографии Саутгемптона в Великобритании показывает, что к 2100 году почти две трети мирового океана могут выглядеть значительно иначе, поскольку изменение климата продолжает сеять хаос на Земле, и это изменение цвета будет прийти с серьезными последствиями.

В статье, опубликованной в понедельник в журнале Связи природы Команда сообщает, что они могут использовать цвет воды океана в качестве «сигнатуры» повышения температуры воды.

Они пишут, что в следующие 80 лет цвет изменится настолько, чтобы его можно было обнаружить спутниками, хотя, вероятно, не для невооруженного глаза: теплые синие части океана станут голубее, а холодные зеленые части океана зеленеть. Используя спутниковые снимки, команда нашла способ интерпретировать, какого цвета свет отражает вода, даже если различия очень малы. Поскольку различные части океана меняют цвет в течение следующих нескольких десятилетий, ученые смогут использовать изменяющиеся оттенки, чтобы сказать, насколько теплый океан в этих регионах.

Цвет океана - это результат того, как вода поглощает и рассеивает свет, на который в свою очередь влияют минералы, растворенные в воде, и присутствие крошечных зеленых фотосинтезирующих организмов, известных как фитопланктон. По прогнозам команды, в связи с потеплением океанов теплые районы с меньшим количеством фитопланктона даже меньше жизнь становится голубее, в то время как более высокие температуры в холодных районах океана будут способствовать увеличению популяции планктона, что сделает его зеленым.

Ученые обычно используют спутниковые данные для оценки уровней хлорофилла-а, зеленого химического вещества, используемого в фотосинтезе, для измерения уровней фитопланктона. Там, где много хлорофилла, много фитопланктона, что, в свою очередь, связано с температурой воды в этом регионе.

«Хлорофилл меняется, но вы не можете увидеть его из-за его невероятной природной изменчивости», - говорит Стефани Дуткевич, доктор наук, исследователь планетных исследований в Массачусетском технологическом институте и первый автор статьи. «Но вы можете увидеть значительное изменение климата в некоторых из этих диапазонов волн в сигнале, посылаемом на спутники. Так что именно здесь мы должны искать в спутниковых измерениях реальный сигнал изменений ».

Команда, однако, улучшает этот метод определения цвета с помощью метрики, называемой отражательной способностью дистанционного зондирования (RSS), которая оценивает, сколько света, попадающего в воду, отражается обратно. Эта мера, что важно, даже более точна, чем измерение изменения цвета хлорофилла, и она не колеблется от сезона к сезону так, как фитопланктон. RSS, пишут они, может быть самым надежным индикатором того, как быстро наши океаны прогреваются из-за изменения климата.

«Изменение не очень хорошая вещь, так как оно определенно повлияет на остальную пищевую сеть», - сказал Дуткевич. CNN, «Фитопланктон находится у основания, и если база меняется, это ставит под угрозу все остальное в пищевой сети, переходя достаточно далеко к белым медведям или тунцу или почти ко всему, что вы хотите съесть или любить видеть на картинах».

Аннотация: Мониторинг изменений в морском фитопланктоне важен, так как они составляют основу морской пищевой сети и имеют решающее значение в круговороте углерода. Часто хлорофилл-а (Хл-а) используется для отслеживания изменений в фитопланктоне, поскольку существуют глобальные регулярные оценки, полученные со спутников. Однако спутниковые датчики не измеряют Chl-a напрямую. Вместо этого Chl-a оценивается по коэффициенту отражения от дистанционного зондирования (RRS): соотношению яркости апвеллинга к яркости нисходящего потока на поверхности океана. Используя модель, мы показываем, что RRS в сине-зеленом спектре, вероятно, будет иметь более сильный и более ранний сигнал, обусловленный изменением климата, чем Chl-a. Это потому, что RRS имеет более низкую естественную изменчивость и включает не только изменения в Chl-a в воде, но также изменения в других оптически важных компонентах. Структура сообщества фитопланктона, которая сильно влияет на оптику океана, вероятно, покажет одну из самых четких и быстрых признаков изменений в основе морской экосистемы.