Zmiany klimatyczne do 2100 r. mogą doprowadzić do zmiany koloru połowy światowych oceanów. Naukowcy znaleźli sposób na uniknięcie tej ekologicznej katastrofy

Zmiany klimatyczne postępują i mają wpływ na niemal całe środowisko. Do 2100 roku ponad połowa powierzchni oceanów będzie miała inny kolor niż obecnie. Duży wpływ na barwę ma obecność różnych mikroorganizmów. Wraz ze wzrostem temperatur coraz więcej będzie w nich sinic i fitoplanktonu. Wyższa temperatura wody przyczyni się też do częstszych zakwitów glonów, co w efekcie może doprowadzić do masowej śmierci roślin i zwierząt. Aby móc na bieżąco monitorować stan oceanów i reagować na niepokojące zmiany, powstał komputerowy model oceanu. Za pomocą satelitów pogodowych naukowcy chcą szybciej reagować na zachodzące zmiany.

– Oceany zmieniają kolor pod wpływem różnych zawirowań prądów morskich, ale też zanieczyszczeń, fitoplanktonu. W ubiegłym roku musieliśmy np. określić, jak daleko sięgają sinice w Bałtyku. Za pomocą zdjęć satelitarnych są monitorowane zmiany w fitoplanktonie i zanieczyszczenia na polu mórz i oceanów. Najnowszy satelita z grupy Sentinel-3 z instrumentem OLCI (Ocean and Land Colour Instrument – przyp. red.) został specjalnie wyprodukowany do tego celu – podkreśla w rozmowie z agencją Newseria Innowacje prof. Katarzyna Dąbrowska-Zielińska, kierownik Centrum Teledetekcji Instytutu Geodezji i Kartografii w Warszawie.

Zmiany klimatu powodują znaczące zmiany w fitoplanktonie na oceanach świata. Badania naukowców z Massachusetts Institute of Technology w Cambridge wskazują, że w nadchodzących dziesięcioleciach zmiany te wpłyną na kolor oceanu, zintensyfikują niebieskie regiony i zielone. Satelity powinny wykrywać te zmiany odcienia, zapewniając wczesne ostrzeganie o szerokich zmianach w ekosystemach morskich.

Na łamach „Nature Communications” naukowcy MIT wskazują, że opracowali globalny model oceanów, który symuluje wzrost i interakcję różnych gatunków fitoplanktonu lub glonów oraz pokazuje, jak zmienia się mieszanka gatunków w różnych miejscach wraz ze wzrostem temperatury. Naukowcy symulowali również sposób, w jaki fitoplankton absorbuje i odbija światło.

To przełom, bo choć satelity niezmiennie od lat 90. prowadzą monitoring koloru wód oceanów, to dopiero teraz wiadomo, jak na kolor wpływa określona liczba mikroorganizmów. Dzięki temu będzie można dokładniej ocenić spływające z satelitów zdjęcia i na bieżąco reagować przy nadmiernym pojawianiu się glonów. W ten sposób możliwe stanie się uniknięcie katastrofy ekologicznej.

– Każdy kolor zmian odpowiada zawartości, np. zawiesiny w wodach, zanieczyszczeń czy podnoszonej temperatury wody. Gołym okiem nie zauważymy różnicy, ale za pomocą przetworzonego zdjęcia satelitarnego zmiany dostrzegamy choćby na Bałtyku. Obserwujemy, co dzieje się przy ujściu dużych rzek jak Odra i Wisła, jaka część tych zanieczyszczeń jest wpuszczana do wody – tłumaczy prof. Katarzyna Dąbrowska-Zielińska.

Kolor oceanu zależy w dużej mierze od tego, jak woda reaguje na światło słoneczne. Cząsteczki wody absorbują prawie całe światło słoneczne, z wyjątkiem niebieskiej części widma, która jest odbijana z powrotem. Dlatego stosunkowo jałowe regiony otwartego oceanu, ubogie w życie, z kosmosu wydają się ciemnoniebieskie. Jeśli w oceanie są jakieś organizmy, to wchłaniają i odbijają różne długości fal światła, np. fitoplankton zawiera chlorofil, który absorbuje głównie w niebieskich częściach światła słonecznego, a w rezultacie odbija się więcej zielonego światła. To dlatego regiony bogate w algi maja zielonkawy odcień.

Naukowcy z MIT na podstawie modelu oceanów oceniali, jak dużo w danych wodach może być w przyszłości fitoplanktonu. Według ich badań zmiany będą tak duże, że do 2100 roku przeszło połowa oceanów na świecie zmieni kolor w wyniku m.in. zmian klimatycznych.

– Przyczyną zmian są też spływające do rzek nawozy w postaci różnych biotopów, które przepływają do oceanów i do mórz, zanieczyszczając i pozwalając na rozwój właśnie fitoplanktonu wokół stref brzegowych. To także zanieczyszczenia, które są wydalane ze statków w różnej postaci. Zmiany, które następują, pociągają za sobą również zmiany temperatury wody, a za tym idą zmiany w rybołówstwie, zmiany niekorzystne dla życia w morzach – wskazuje ekspertka.

Zmiany nie muszą być widoczne gołym okiem. Na zdjęciach satelitarnych ocean będzie wyglądał niemal tak samo jak teraz, w subtropikach kolor będzie nieco bardziej niebieski, a w pobliżu równika i biegunów – zielony. To jednak wystarczy, żeby wpłynęło to na cały łańcuch sieci pokarmowej. Większe stężenie glonów może mieć katastrofalne skutki dla całej przyrody. Kiedy na wybrzeżu USA pojawiło się więcej fitoplanktonu, masowo umierały ptaki i ryby, które zatruły się wydzielanymi przez niego toksynami.

Takie sytuacje mogą być w przyszłości normą ze względu na ocieplający się klimat i coraz większe zanieczyszczenia.