MIT’den ve Birleşik Krallık’taki Ulusal Oşinografi Merkezi’nden bilim adamları, son 20 yılda insan kaynaklı iklim değişikliği nedeniyle dünya okyanuslarının %56’sının önemli ölçüde renk değiştirdiğini keşfettiler. Özellikle ekvatoral tropik bölgelerdeki bu renk değişimleri, deniz ekosistemlerindeki değişimlerin göstergesidir. Çalışma ayrıca, okyanus renklerinin izlenmesinin bu değişiklikleri saptamak için daha doğru bir yöntem sağlayabileceğini öne sürüyor.
Okyanus rengindeki değişiklikler, temel deniz ekosistemlerindeki önemli değişiklikleri yansıtıyor.
Okyanusun rengi değişti MIT’deki, Birleşik Krallık’taki Ulusal Oşinografi Merkezi’ndeki ve başka yerlerdeki bilim adamlarına göre, küresel eğilim büyük olasılıkla insan kaynaklı iklim değişikliğinin bir sonucu.
Temmuz ayında yayınlanan bir çalışmada Ekip, Nature dergisinde 12 Eylül’de okyanus renginde son yirmi yılda yalnızca doğal, yıldan yıla değişkenlikle açıklanamayan değişiklikler tespit ettiklerini yazıyor. Bu renk kaymaları, insan gözü için hafif olsa da, dünya okyanuslarının yüzde 56’sından fazlasında meydana geldi; bu, Dünya’daki toplam kara alanından daha büyük bir genişlik.
Araştırmacılar, özellikle tropikal okyanus bölgelerinin ekvatora yakın yerler zamanla giderek daha yeşil hale geldi. Okyanus rengindeki değişim, okyanusun rengi sularındaki organizmaların ve malzemelerin gerçek bir yansıması olduğundan, yüzey okyanusundaki ekosistemlerin de değişmesi gerektiğini gösterir.
İzlemek için okyanus rengindeki değişiklikleri inceleyen bilim adamları, okyanus rengini 21 yıldır izleyen Aqua uydusunda bulunan Orta Çözünürlüklü Görüntüleme Spektroradyometresi (MODIS) tarafından alınan okyanus rengi ölçümlerini analiz ettiler. Kaynak: NASA ve Joshua Stevens, U.S. Geological Survey’den Landsat verilerini ve LANCE/EOSDIS Rapid Response’den MODIS verilerini kullanıyor.
Bu noktada, araştırmacılar deniz ekosistemlerinin yansıtacak şekilde tam olarak nasıl değiştiğini söyleyemezler. değişen renk. Ancak bir şeyden oldukça eminler: İnsan kaynaklı iklim değişikliği muhtemelen itici güç.
“Yıllardır bana okyanus rengindeki bu değişikliklerin olacağını söyleyen simülasyonlar yürütüyorum, MIT’nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Departmanı ve Küresel Değişim Bilimi Merkezi’nde kıdemli araştırma bilimcisi olan ortak yazar Stephanie Dutkiewicz diyor. “Bunun gerçekten olduğunu görmek şaşırtıcı değil, korkutucu. Ve bu değişiklikler, iklimimizdeki insan kaynaklı değişikliklerle tutarlıdır.”
“Bu, insan faaliyetlerinin Dünya üzerindeki yaşamı büyük bir uzaysal alanda nasıl etkilediğine dair ek kanıtlar sağlıyor,” diye ekliyor baş yazar B. B. Cael PhD ’19 “Bu, insanların biyosferi etkilemesinin başka bir yolu.”
Araştırmanın ortak yazarları arasında ayrıca Ulusal Oşinografi Merkezi’nden Stephanie Henson, Oregon Eyalet Üniversitesi’nden Kelsey Bisson ve Maine Üniversitesi’nden Emmanuel Boss.
Gürültünün üstünde
Okyanusun rengi, üst katmanlarında bulunan her şeyin görsel bir ürünüdür. Genel olarak, koyu mavi olan sular çok az yaşamı yansıtırken, daha yeşil sular ekosistemlerin varlığını ve esas olarak fitoplankton – okyanusun üst kesimlerinde bol miktarda bulunan ve yeşil pigment klorofil içeren bitki benzeri mikropları gösterir. Pigment, planktonların atmosferdeki karbondioksiti yakalayıp şekere dönüştürmek için kullandıkları güneş ışığını toplamasına yardımcı olur.
Fitoplankton, krile kadar giderek daha karmaşık organizmaları besleyen deniz besin ağının temelidir. balıklar, deniz kuşları ve deniz memelileri. Fitoplankton ayrıca okyanusun karbondioksiti yakalama ve depolama yeteneğinde güçlü bir kastır. Bu nedenle bilim adamları, yüzey okyanuslarındaki fitoplanktonları izlemek ve bu temel toplulukların iklim değişikliğine nasıl tepki verebileceğini görmek istiyor. Bunu yapmak için bilim adamları, uzaydan izlenebilen okyanus yüzeyinden yansıyan yeşil ışığa karşı mavi ışık oranına göre klorofildeki değişiklikleri izlediler.
Fakat yaklaşık on yıl önce, Henson, Bu çalışmanın ortak yazarlarından biri, başkalarıyla birlikte bir makale yayınladı ve bilim adamlarının yalnızca klorofili takip etmeleri halinde, özellikle iklim değişikliği tarafından yönlendirilen herhangi bir eğilimi tespit etmek için en az 30 yıllık sürekli izleme gerektiğini gösterdi.Bu nedenle, normal gürültünün ortasında anlamlı, iklim değişikliğine dayalı bir sinyal seçmek birkaç on yıl alacaktır.
2019’da Dutkiewicz ve meslektaşları, yeni bir model aracılığıyla doğal varyasyonun ne olduğunu gösteren ayrı bir makale yayınladılar. diğer okyanus renklerinde klorofilinkine kıyasla çok daha küçüktür. Bu nedenle, iklim değişikliği kaynaklı değişikliklerin herhangi bir sinyalinin, diğer okyanus renklerinin daha küçük, normal varyasyonları üzerinde tespit edilmesi daha kolay olmalıdır. Bu tür değişikliklerin 30 yıllık izleme yerine 20 yıl içinde görünür olması gerektiğini tahmin ettiler.
“Ben de klorofil yerine tüm bu diğer renklerde bir trend aramanın mantıklı olmadığını düşündüm. yalnız?” Cael diyor. “Yalnızca spektrumun bitlerinden bir sayı tahmin etmeye çalışmak yerine tüm spektruma bakmaya değer.”
Yedinin gücü
Mevcut çalışmada, Cael ve ekibi analiz etti 21 yıldır okyanus rengini izleyen Aqua uydusundaki Orta Çözünürlüklü Görüntüleme Spektroradyometresi (MODIS) tarafından alınan okyanus rengi ölçümleri. MODIS, araştırmacıların geleneksel olarak klorofili tahmin etmek için kullandıkları iki renk de dahil olmak üzere yedi görünür dalga boyunda ölçüm yapar.
Uydunun yakaladığı renk farklılıkları, insan gözünün ayırt edemeyeceği kadar incedir. Okyanusun çoğu gözümüze mavi görünür, oysa gerçek renk maviden yeşile ve hatta kırmızıya kadar daha ince dalga boylarının bir karışımını içerebilir.
Cael, yedi okyanus renginin tümünü kullanarak istatistiksel bir analiz gerçekleştirdi. 2002’den 2022’ye kadar uydu birlikte. Önce yedi rengin belirli bir yılda bölgeden bölgeye ne kadar değiştiğine baktı ve bu ona doğal değişimleri hakkında bir fikir verdi. Daha sonra, okyanus rengindeki bu yıllık değişimlerin yirmi yıllık daha uzun bir süre boyunca nasıl değiştiğini görmek için uzaklaştırdı. Bu analiz, yıldan yıla normal değişkenliğin üzerinde net bir eğilim ortaya çıkardı.
Bu eğilimin iklim değişikliğiyle ilgili olup olmadığını görmek için Dutkiewicz’in 2019 modeline baktı. Bu model, Dünya’nın okyanuslarını simüle ediyordu. iki senaryo altında: biri sera gazı ilavesiyle ve diğeri onsuz. Sera gazı modeli, önemli bir eğilimin 20 yıl içinde ortaya çıkması gerektiğini ve bu eğilimin dünya yüzey okyanuslarının yaklaşık yüzde 50’sinde okyanus renginde değişikliklere neden olması gerektiğini öngördü – neredeyse Cael’in gerçek dünya uydu verileri analizinde bulduğu şey. .
“Bu, gözlemlediğimiz eğilimlerin Dünya sisteminde rastgele bir değişiklik olmadığını gösteriyor,” diyor Cael. “Bu, antropojenik iklim değişikliği ile tutarlı.”
Ekibin sonuçları, klorofilin ötesindeki okyanus renklerinin izlenmesinin, bilim insanlarına deniz ekosistemlerinde iklim değişikliği kaynaklı değişiklikleri saptamak için daha net ve daha hızlı bir yol sağlayabileceğini gösteriyor.
{ 2}”Okyanusların rengi değişti” diyor Dutkiewicz. “Nasıl olduğunu da söyleyemeyiz. Ancak renkteki değişikliklerin plankton topluluklarındaki değişiklikleri yansıttığını söyleyebiliriz, bu da planktonla beslenen her şeyi etkileyecektir. Aynı zamanda okyanusun ne kadar karbon alacağını da değiştirecek, çünkü farklı plankton türleri bunu yapmak için farklı yeteneklere sahip. Bu nedenle, insanların bunu ciddiye almasını umuyoruz. Bu değişikliklerin olacağını tahmin eden sadece modeller değil. Artık bunun olduğunu ve okyanusun değiştiğini görebiliyoruz.”
Referans: “Okyanus ekolojisi göstergelerinde tespit edilen küresel iklim değişikliği eğilimleri”, yazan B. B. Cael, Kelsey Bisson, Emmanuel Boss, Stephanie Dutkiewicz ve Stephanie Henson , 12 Temmuz 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06321-z
Bu araştırma kısmen NASA tarafından desteklenmiştir.
.