De ce își schimbă oceanele lumii culoarea? Schimbările climatice joacă un rol important

Echilibrul populațiilor de fitoplancton din mare se schimbă ca urmare a schimbărilor climatice provocate de om. Acestea modifică oceanele în moduri profunde. Inclusiv culoarea acestora.

Atunci când vă imaginați oceanul, vă puteți imagina ape strălucitoare de culoare turcoaz. Dar cercetări recente sugerează că, de fapt, o mare parte din oceanele lumii noastre ar putea deveni mai verzi. Iar principalul vinovat ar putea fi schimbările climatice.

Schimbări la nivelul oceanelor

În timp ce unele ape devin mai verzi, în special la latitudini joase, în apropierea ecuatorului, altele devin mai albastre pe măsură ce temperaturile globale cresc. Deși această schimbare de culoare nu este vizibilă cu ochiul liber, studiile prin satelit sunt capabile să cartografieze această schimbare.

„Culoarea în sine nu este ceva ușor de descris cu ajutorul limbajului uman sau pe care să o poți vedea chiar atât de bine”, spune B B B Cael, om de știință la Centrul Național de Oceanografie din Southampton, în Marea Britanie. În schimb, acest lucru ar putea fi ceva ce ar putea fi văzut de un crevete mantis sau de un fluture, adaugă el.

Recentul raport European State of the Climate (Starea europeană a climei), publicat în aprilie 2024 de către Serviciul climatic Copernicus al Uniunii Europene, a dezvăluit cât de multe schimbări au loc în ocean. Acesta a constatat că nivelul clorofilei, un pigment fotosintetic care se găsește în fitoplancton și în plante și care le conferă acestora nuanța verde, era cu 200-500% mai mare decât media în Marea Norvegiei și în Oceanul Atlantic la nord de Marea Britanie în aprilie 2023. În timp ce era cu 60-80% mai mic în oceanul de la vest de Peninsula Iberică. Marea Mediterană a înregistrat niveluri de clorofilă cu 50-100% mai mari decât media în iunie 2023. În ambele cazuri, media a fost luată din măsurători efectuate între 1998-2020.

Oceanele se încălzesc

Oamenii de știință consideră că aceste schimbări de culoare depășesc variațiile naturale de la an la an. Și sunt un semn al încălzirii temperaturilor oceanice.

Acest lucru vine în contextul în care o analiză realizată de BBC News a temperaturilor de la suprafața mării colectate de Copernicus a arătat că oceanele lumii se confruntă cu o încălzire record. Aceasta a arătat că, în ultimul an, au fost depășite recorduri de temperatură în oceanele lumii în fiecare zi.

Cael este autorul principal al unui studiu recent publicat în Nature, care a cartografiat două decenii de date cu ajutorul sateliților Nasa.

Împreună cu oameni de știință de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), el a descoperit că mai mult de jumătate din suprafața oceanelor lumii, 56%,  și-a schimbat culoarea. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, această suprafață este mai mare decât întreaga masă continentală a lumii.

Rolul fitoplanctonului

Deși oamenii de știință nu sunt siguri cu privire la cauzele exacte ale acestor schimbări, ei cred că masa și răspândirea fitoplanctonului joacă un rol important.

Fitoplanctonul este un organism microscopic care face fotosinteză și care formează baza rețelei trofice marine. El susține alte organisme aflate mai sus în lanțul trofic, de la krill la balene. Acestea conțin clorofilă, același pigment verde pe care plantele îl folosesc pentru a culege energie de la lumina soarelui atunci când fac fotosinteză. De asemenea, fitoplanctonul joacă un rol important în transferul de dioxid de carbon din atmosferă în ocean.

În mod obișnuit, culoarea oceanului este rezultatul a ceea ce se află în straturile sale superioare. În largul oceanului, acesta este ecosistemul fitoplanctonului. Apele de un albastru intens conțin mai puțină viață. În timp ce apele mai verzi semnalează prezența unui număr mai mare de fitoplancton.

Prin studierea lungimilor de undă ale luminii solare reflectate de suprafața oceanului, oamenii de știință pot estima cantitatea de clorofilă prezentă. „Diferitele fitoplanctonuri au diferite combinații de pigmenți folosiți pentru fotosinteză. Acești pigmenți absorb lumina la diferite lungimi de undă”, spune Cael.

„Un pahar de apă cu colorant alimentar roșu arată roșu pentru că există ceva în el care absoarbe lungimi de undă care nu sunt roșii. Fitoplanctonul, pentru că sunt particule în apă, împrăștie lumina”, adaugă el.

„Pământul virtual”

Modis, un instrument de pe satelitul Aqua al Nasa, face măsurători în șapte lungimi de undă vizibile. Ceea ce reprezintă un spectru de culori mai complet decât cel surprins în studiile anterioare bazate pe modele computerizate.

Cu ajutorul acestuia, Cael a creat un model pentru a efectua simulări. „Avem un Pământ virtual în care putem avea două versiuni diferite ale istoriei. Într-un caz, nu avem schimbări climatice. În celălalt caz, avem”, spune el.

Pentru a cartografia spectrul schimbărilor de culoare, Cael s-a bazat pe 20 de ani de date provenite de la un instrument aflat la bordul satelitului Aqua al Nasa, cunoscut sub numele de date Modis (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer).

Modis face măsurători în șapte lungimi de undă vizibile. Ceea ce reprezintă un spectru de culori mai complet decât cel surprins în studiile anterioare.

Efectuarea simulărilor

Cu ajutorul acestor date, Cael a creat un model pentru a efectua simulări. „Avem un Pământ virtual în care putem avea două versiuni diferite ale istoriei. Într-un caz, nu avem schimbări climatice. În celălalt caz, avem”, spune el.

„Ne putem uita la modul în care aceste două Pământuri virtuale diferă în timp și ceea ce vedem acolo este ceva similar cu ceea ce vedem în oceanul real”, adaugă Cael. Acest experiment a fost cel care a descoperit că s-au schimbat culorile în 56% din oceanele lumii. În special, regiunile oceanice tropicale din apropierea Ecuatorului au devenit în mod constant mai verzi de-a lungul timpului, din cauza adaosului de clorofilă provenit din creșterea fitoplanctonului.

„Observăm schimbări în toate bazinele oceanice majore, nu se limitează doar la [oceanele] Pacific, Atlantic sau Indian. Asistăm la schimbări la scară globală”, spune Cael.

Acest lucru confirmă o teorie dintr-o lucrare anterioară a lui Stephanie Dutkiewicz, cercetător în domeniul oceanelor la MIT și la Centrul pentru Știința Schimbărilor Globale.

Sunt schimbările climatice de vină?

În 2019, Dutkiewicz a folosit modele computerizate pentru a prezice schimbările viitoare ale culorii oceanelor. Cu toate acestea, a fost greu de determinat dacă acest lucru se datorează schimbărilor climatice sau modelelor oceanice normale, cum ar fi cele observate în timpul El Niño și La Niña.

„Variabilitatea naturală este foarte mare. Așadar, a fost destul de greu de spus dacă aceasta crește sau scade din cauza schimbărilor climatice”, spune Dutkiewicz.

Studiul lui Cael, care a adăugat date din satelit, a lărgit domeniul de aplicare dincolo de clorofilă, analizând diferite lungimi de undă, inclusiv roșu și albastru, pe măsură ce lumina ricoșează în particule și sedimente. Dutkiewicz, care a lucrat, de asemenea, la studiul lui Cael, spune că lucrarea recentă a confirmat previziunile sale statistice.

„Măsurătorile prin satelit din lumea reală sunt în concordanță cu ceea ce se vede în model”, spune ea. „Deci, prin deducție, schimbările pe care le vedem în lumea reală se datorează foarte probabil schimbărilor climatice provocate de om”.

Un impact dramatic

Impactul pe care aceste schimbări îl vor avea asupra oceanului va fi probabil dramatic. Unii cercetători au prezis că fitoplanctonul se va deplasa spre nord cu o viteză de aproximativ 35 km în fiecare deceniu, pe măsură ce temperaturile continuă să se încălzească. Acest lucru va duce la schimbări și în distribuția zooplanctonului, micile animale care se hrănesc cu fitoplanctonul, și se așteaptă ca bogăția speciilor să scadă la tropice și să crească dramatic în apele temperate și subpolare. Ceea ce va duce la alte efecte în lanțurile alimentare interconectate și la peștii care se bazează pe aceste creaturi.

Golfulețele de smarald și întinderile de mare de un albastru intens nu își vor schimba culoarea peste noapte. Dar schimbările relevă o tendință care s-ar putea accentua odată cu încălzirea temperaturilor.

„Nu culoarea în sine este cea care ne interesează”, spune Cael. „Ceea ce contează este că schimbarea de culoare reflectă schimbarea ecosistemului”, informează bbc.com