Změna klimatu ovlivňuje barvu oceánu

Klimatické změny už Zemi pečou rekordním teplem, zesilují dešťové bouře a tlačí planetu za osm hlavních ukazatelů stability. Nejnovějším dopadem zvýšených emisí skleníkových plynů by mohla být změna barvy světových oceánů.

[Related: A beginner’s guide to the ‘hydrogen rainbow.’]

Ve studii zveřejněné 12. července v časopise Příroda, mezinárodní tým vědců zjistil, že změny a modrozelené výkyvy odstínu oceánu za posledních 20 let nelze vysvětlit pouze přirozenou meziroční proměnlivostí. Tyto změny jsou přítomny ve více než 56 procentech oceánů planety. Studie také zjistila, že tropické oceány poblíž zemského rovníku se postupem času staly stále zelenějšími.

Posun v barvě oceánu je známkou toho, že se mohou měnit i ekosystémy na povrchu. I když tým nemůže přesně ukázat, jak se mořské ekosystémy mění, aby odrážely tento posun, jsou si zcela jisti, že za tím pravděpodobně stojí změna klimatu způsobená člověkem.

„Provozuji simulace, které mi léta říkaly, že k těmto změnám v barvě oceánu dojde,“ uvedla v prohlášení spoluautorka studie a hlavní vědecká pracovnice MIT Stephanie Dutkiewicz. „Vidět, jak se to skutečně děje, není překvapivé, ale děsivé. A tyto změny jsou v souladu s lidmi vyvolanými změnami našeho klimatu.“

Oceán získává své typické barvy z toho, co žije v jeho horních vrstvách. Vody, které jsou sytě modré, obvykle odrážejí málo života, zatímco zelenější voda ukazuje na přítomnost ekosystémů. Zelenější voda také obecně znamená, že existuje spousta fytoplanktonu, mikroskopických rostlinných mikrobů, které nazývají domovem horního oceánu a jsou plné pigmentu zvaného chlorofyl.

Fytoplankton je páteří mořské potravní sítě a tyto drobné organismy podporují vše od drobných krilů a ryb až po mořské savce a mořské ptáky. Pomáhají také oceánu zachycovat a ukládat oxid uhličitý. Vědci monitorují hladiny fytoplanktonu na povrchu oceánu jako indikátor toho, jak tato zásadní oceánská společenství reagují na změny klimatu. Aby to vědci mohli sledovat, sledují změny v chlorofylu, které jsou založeny na poměru toho, kolik zeleného a modrého světla se odráží od hladiny oceánu. Tyto změny jsou sledovány z vesmíru.

Článek z roku 2010 od jedné ze spoluautorek této nové studie, Stephanie Hensonové z Národního oceánografického centra, zjistil, že pokud by vědci sledovali pouze chlorofyl, trvalo by nejméně 30 let nepřetržitého sledování, než by odhalili trend, který byl speciálně řízen klimatická změna. Tvrdili, že je to proto, že velké přirozené variace chlorofylu, ke kterým dochází rok od roku, by překonaly jakýkoli lidský vliv na koncentrace chlorofylu.

[Related: Jackrabbit’s color-changing fur may prepare them for climate change.]

Následný model z roku 2019 od Dutkiewicze potvrdil, že signály, že změna klimatu může být hnacím motorem změn odstínu, by mělo být snazší odhalit přes menší a normálnější barevné variace a měly by být patrné do 20 let.

„Tak jsem si řekl, nemá smysl hledat trend ve všech těchto ostatních barvách, spíše než v samotném chlorofylu?“ Spoluautor studie a biogeolog z Národního oceánografického centra ve Spojeném království BB Cael ve svém prohlášení uvedl: „Stojí za to podívat se na celé spektrum, spíše než se jen snažit odhadnout jedno číslo z kousků spektra.“

V této nové studii tým analyzoval měření barvy oceánu provedená přístrojem na palubě satelitu Aqua s názvem Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). V souladu se svým názvem satelit Aqua monitoruje barvu oceánu již 21 let a MODIS provádí měření v sedmi viditelných vlnových délkách, včetně dvou barev, které výzkumníci obecně používají k odhadu hladin chlorofylu.

Pomocí měření provedených v letech 2002 až 2022 provedl Cael statistickou analýzu pomocí všech sedmi barev oceánu. Nejprve se podíval na to, jak moc se tyto barvy změnily mezi regiony v daném roce, aby získal představu o jejich přirozených variacích. Dále se podíval na větší obrázek, aby viděl, jak se roční variace v barvě oceánu během dvou desetiletí měnily. Analýza ukázala jasný trend nadnormální meziroční variability barvy.

Aby zjistil, zda tento trend souvisí se změnou klimatu, podíval se na model, který Dutkiewicz určil v roce 2019. Tento model simuloval pozemské oceány s přidáním skleníkových plynů a také bez něj. Model se téměř přesně shodoval se skutečnými satelitními daty – u skleníkových plynů se změna barvy oceánu projeví do 20 let a objeví se asi na 50 procentech světových povrchových oceánů.

Tým věří, že tato nová studie ukazuje, že sledování barev oceánů mimo zelený chlorofyl může poskytnout rychlejší a jasnější způsob, jak odhalit změny v mořských ekosystémech.

„Barva oceánů se změnila. A neumíme říct jak. Ale můžeme říci, že změny barvy odrážejí změny v planktonových komunitách, které ovlivní vše, co se živí planktonem,“ řekl Dutkiewicz. „Změní se také to, kolik oceán pobere uhlík, protože různé typy planktonu mají různé schopnosti k tomu. Takže doufáme, že to lidé berou vážně. Nejsou to jen modely, které předpovídají, že k těmto změnám dojde. Nyní vidíme, že se to děje, a oceán se mění.“