Oceánografové již dlouho používají jednoduché empirické pravidlo: zelená voda je plná mikroskopického života, zatímco ultramarínově modrá barva obvykle signalizuje jeho relativní nedostatek.
Nová analýza satelitních snímků za dvě desetiletí ukazuje, že hranice mezi těmito odstíny se posouvá.
Vědci zjistili, že vody otevřeného oceánu v vysokých zeměpisných šířkách neustále zelenají a v tropech a subtropech se stávají modřejšími.
Vzhledem k tomu, že odstín mořské vody odpovídá chlorofylu – pigmentu, který fytoplankton používá k fotosyntéze – tento trend naznačuje rozsáhlou přeměnu života v základu mořských potravních řetězců.
Měnící se barevný kód našich oceánů
Výzkumný tým pod vedením postdoktoranda z Duke University Haipeng Zhao analyzoval globální data získaná v letech 2003 až 2022. Data byla získána pomocí přístroje MODIS-Aqua od NASA , který skenuje planetu každé dva dny.
Každý průchod měří jemné posuny v odraženém světle, které odhalují koncentraci chlorofylu přímo na povrchu. Aby se zabránilo optickému šumu od pobřežních linií bohatých na srážky, zaměřili se vědci výhradně na otevřený oceán.
„V oceánu, jak vidíme na základě satelitních měření, tropy a subtropické oblasti celkově ztrácejí chlorofyl, zatímco polární oblasti – oblasti vysokých zeměpisných šířek – zelenají,“ řekl Zhao.
V praxi to znamená snížení množství planktonu v teplých modrých vodách podél rovníku a nárůst jeho počtu v polárních vodách.
Vynalézavá matematika pro hlučnou planetu
Práce se satelitními snímky je vždy spojena s mezerami – mraky, poruchami senzorů, rozdíly v denním osvětlení.
Aby sestavili souvislý příběh, Zhao a jeho kolegové si vypůjčili několik statistických nástrojů, které se nejčastěji používají ke studiu příjmů domácností: Lorenzovu křivku a Giniho koeficient.
Vedoucí výzkumník Nicholas Kassar, vědec z Duke University, vysvětlil skok od ekonomie k oceánografii: „Vypůjčili jsme si pojmy z ekonomie, tzv. Lorenzovu křivku a Giniho koeficient, které společně ukazují, jak je bohatství rozděleno ve společnosti.
Řekli jsme si: pojďme tyto údaje použít a podívat se, zda se v průběhu času změnil podíl oceánu s největším obsahem chlorofylu.“
Výsledek? Za dvacet let se „chlorofylové“ oblasti, které byly již zelené, staly ještě zelenější, zejména v severní polokouli, zatímco modré oblasti ztratily ještě více pigmentu.
Testování klimatických souvislostí
Zelenější póly a modřejší tropy mohou vypadat jako přímé otisky prstů globálního oteplování . Studie však k takovému závěru nedospěla.
Autoři porovnali změny chlorofylu se čtyřmi proměnnými faktory prostředí: teplotou mořské hladiny, rychlostí větru, dostupností světla a hloubkou smíšené vrstvy.
Pouze oteplování odpovídalo pozorované změně barvy; ostatní faktory nevykazovaly žádnou jasnou souvislost.
Nicméně spoluautorka studie Susan Lozier z Georgia Tech varuje před unáhlenými závěry, že za tím stojí změna klimatu. „Období studie bylo příliš krátké na to, aby bylo možné vyloučit vliv opakujících se klimatických jevů, jako je El Niño ,“ řekla Lozierová.
„Měření v příštích několika desetiletích budou mít zásadní význam pro určení vlivů, které přesahují rámec klimatických výkyvů.“
Změna planktonu, velký vliv
Fytoplankton nejen barví vlny. Díky fotosyntéze pohlcuje oxid uhličitý a přeměňuje ho na organické látky, přičemž izoluje uhlík, když mrtvé buňky klesají ke dnu.
Migrace produktivity k pólu může tuto přirozenou pumpu přebudovat. Cassar poznamenává, že geografický posun může určit, jak dlouho tento zachycený uhlík zůstane mimo oběh.
„Pokud se uhlík dostane hlouběji nebo do míst, kde voda po dlouhou dobu nevystupuje na povrch, zůstává zachován mnohem déle. Naopak uhlík nacházející se v malé hloubce se může vrátit do atmosféry rychleji, což snižuje vliv fytoplanktonu na ukládání uhlíku,“ řekl.
Dalším problémem je bezpečnost potravin. Mnoho rovníkových zemí je závislých na bohatých rybích populacích, které jsou udržovány rozkvětem planktonu. Trvalý pokles primárních producentů může narušit potravní řetězec a snížit zásoby ryb, které jsou životně důležité pro stravu a ekonomiku.
„Fytoplankton je základem mořského potravního řetězce . Pokud se jeho množství sníží, mohou být postiženy i vyšší úrovně potravního řetězce, což může znamenat potenciální přerozdělení rybolovu,“ varoval Kassar.
Změna barvy oceánu pokračuje
Studie přidává otevřený oceán na seznam systémů Země, které již vykazují ekologický posun směrem k pólu. Na souši satelitní záznamy dokumentovaly rozšiřování lesů ve vysokých zeměpisných šířkách a stresovanou vegetaci v subtropických oblastech.
Nyní, když se chlorofylový pás oceánu posouvá, vědci sledují, jak se odvíjí souvislá planetární historie.
Autoři však zdůrazňují, že dvě desetiletí jsou pouze začátek. Pro předpověď úplného ekologického dopadu jsou zapotřebí delší záznamy, hlubší pozorování a vylepšené modely fyziologie fytoplanktonu.
Změna barvy oceánu signalizuje změnu – zelená v vysokých zeměpisných šířkách, modrá v blízkosti rovníku – v době, kdy se ekosystémy tiše reorganizují. Tichým způsobem sleduje významnou přestavbu mořského života, která může změnit klimatické zpětné vazby a světový rybolov.
