En ny MIT-undersøgelse viser, hvordan skiftende farver i Jordens oceaner kan bruges til at overvåge klimaændringer i relativt nær fremtid.
Jordens oceaner er typisk blå og grøn i farve. En ny MIT-undersøgelse siger, at disse farver vil blive intensiveret af klimaændringer. Billede via NASA Earth Observatory.
Jordens oceaner er blevet målt som opvarmning på grund af de overordnede klimaændringer. Denne samme opvarmning har andre kendte effekter på Jordens oceaner, herunder skader på korallrev. Plus, det er kendt, at havopvarmning forårsager vækst og interaktion mellem forskellige arter af planteplankton, almindeligt kendt som alger. Ændringerne i alger forventes at stige, når temperaturerne fortsætter med at stige, og - ifølge resultaterne af en ny undersøgelse, der blev offentliggjort 4. februar 2019 - vil de også have en yderligere, måske overraskende, virkning: at ændre farver af Jordens oceaner.
Massachusetts Institute of Technology (MIT) -forskere rapporterede om resultaterne i et nyt peer-review papir Naturkommunikation. NASA og Department of Energy hjalp med at støtte forskningen.
Ved hjælp af en global model, der simulerer vækst- og interaktionsmønstre for de forskellige planteplanktarter og også simulerer, hvordan planteplankton optager og reflekterer lys, fandt forskerne, at disse ændringer vil påvirke selve havet ved at intensivere overfladevandets farve.
Undersøgelsen antyder, at mere end 50 procent af havvandet vil opleve ændringen i farve inden år 2100.
I fremtiden vil forskere kunne spore klimaforandringer ved at se på, hvordan det påvirker planteplankton og de resulterende skiftende farver på verdenshavene. Billede via Wikimedia Commons.
Blå regioner, såsom subtroperne, bliver endnu mere blå, som et resultat af mindre planteplankton - og livet generelt - i disse farvande i modsætning til i dag. Havvand, der i øjeblikket er grønnere, såsom i nærheden af polerne, kan vende sig endnu mere grønpå grund af varmere temperaturer, der skaber større blomster af mere forskellig planter. Som forklaret af hovedforfatter Stephanie Dutkiewicz fra MIT:
Modellen antyder, at ændringerne ikke vises enorme med det blotte øje, og havet vil stadig se ud som om det har blå regioner i subtroperne og grønnere regioner i nærheden af ækvator og poler. Det grundlæggende mønster vil stadig være der.
Men det vil være nok anderledes, at det vil påvirke resten af den madweb, som fytoplankton understøtter.
Hvordan nåede forskerne disse konklusioner? For det første ønskede de at se, om de kunne se virkningen af klimaændringer på planteplankton ved at se på satellitmålinger af reflekteret lys alene. De opdaterede en computermodel, der tidligere blev brugt til at forudsige planteplanktonændringer med stigende temperaturer og forsuring af havet, som tager information om planteplankton, herunder hvad de spiser og hvordan de vokser, og inkorporerer denne information i en fysisk model, der simulerer havets strømme og blanding.
Derefter inkluderede forskerne noget nyt, et skøn over de specifikke bølgelængder af lys, der absorberes og reflekteres af havet, afhængigt af mængden og typen af organismer i en given region.
En havalge blomstrer fotograferet i 2011. Sådanne blomster har en tendens til at give vandet en grønlig farvetone. Billede via Wikimedia Commons.
Ifølge Dutkiewicz:
Sollys kommer ind i havet, og alt, hvad der er i havet, vil absorbere det, som klorofyll. Andre ting vil absorbere eller sprede det, ligesom noget med en hård skal. Så det er en kompliceret proces, hvordan lys reflekteres tilbage ud af havet for at give det sin farve.
Disse resultater blev derefter sammenlignet med resultater fra målinger af reflekteret lys fra satellitter, og resultaterne blev fundet at være ret ens. Ligheden i resultaterne var tilstrækkelig til, at den nye model kunne bruges til at forudsige farven på verdenshavene i fremtiden, da klimaændringerne fortsat ændrer planteplanktonet. Som Dutkiewicz bemærkede:
Det fine ved denne model er, at vi kan bruge den som et laboratorium, et sted, hvor vi kan eksperimentere, for at se, hvordan vores planet vil ændre sig.
Arktisk vand blev grønt af planteplanktonblomster. Billede via Karen Frey / Clark University / NASA.
Forskerne øgede de globale temperaturer i modellen med op til 3 grader Celsius (ca. 6 grader Fahrenheit) i år 2100. De fandt, at bølgelængder af lys i det blå / grønne bånd svarte hurtigst. Mængden af temperaturstigning er det, som forskerne forudsiger, at der vil forekomme i et scenarie, hvor der er taget næsten ingen politisk handling for at bekæmpe klimaændringer ved at reducere drivhusgasser. De fandt også, at markant klimadrevet ændring i klorofyl kunne forekomme i 2055, tidligere end tidligere antaget.
Hvad skaber havfarverne til at begynde med? Det afhænger af, hvordan sollys interagerer med hvad der er i vandet. I sig selv absorberer vandmolekyler næsten al sollys bortset fra blåt, og det er derfor, det åbne hav vil se dybblåt ud fra rummet. Men havvand, der indeholder en masse fytoplankton, vil forekomme mere grønt, da fytoplanktonet indeholder klorofyll, som for det meste optager i den blå del af sollysspektret. Mere grønt lys reflekteres tilbage ud af havet, hvilket giver algerrige regioner en grønlig farvetone.
Ændringer i mængden af klorofyll kan skyldes klimaændringer, men ikke nødvendigvis, sagde Dutkiewicz:
En El Niño- eller La Niña-begivenhed vil skabe en meget stor ændring i klorofyll, fordi det ændrer mængden af næringsstoffer, der kommer ind i systemet. På grund af disse store, naturlige ændringer, der sker hvert par år, er det svært at se, om ting ændrer sig på grund af klimaændringer, hvis du bare ser på klorofyl.
Klorofyll er ved at ændre sig, men du kan ikke rigtig se den på grund af dens utrolige naturlige variation. Men du kan se et markant, klimarelateret skift i nogle af disse bølgebånd i signalet, der sendes ud til satellitterne. Så det er her vi skal se i satellitmålinger efter et reelt signal om ændring.
Hvad skal vi forvente at se ske i den relativt nær fremtid? Som Dutkiewicz forklarede:
Der vil være en mærkbar forskel i farven på 50 procent af havet ved udgangen af det 21. århundrede. Det kan være meget alvorligt.Forskellige typer planteplankton absorberer lys forskelligt, og hvis klimaændringer flytter et samfund af planteplankton til et andet, vil det også ændre de typer fødevarer, de kan støtte.
Orkanen Jose set fra rummet i 2017. Det antages, at den globale opvarmning sandsynligvis vil føre til mere intense orkaner. Det opvarmende vand har allerede en negativ indvirkning på korallrev. Nu siger forskere, at havopvarmning også vil ændre farverne på Jordens oceaner i dette århundrede. Billede via Earth Science og Remote Sensing Unit / Johnson Space Center.
Nederste linje: Forskere har målt en opvarmning i Jordens hav. Ny forskning fra MIT antyder, at denne opvarmning - i dette århundrede - øger intensiteten af oceanernes farver via havets planteplankton. Ændringen vil gøre havets blå og grønne nuancer mere levende end for tiden. Ændringen vil ikke være synlig for øjet i dette århundrede, men det vil være nok til at påvirke havfødevebben, som planteplankton understøtter.
Kilde: Havfarveunderskrift af klimaændringer
Via MIT News
EarthSky månekalendere er seje! De laver gode gaver. Bestil nu.