أكثر من نصف محيطات العالم أصبحت أكثر خضرة في العشرين عامًا الماضية بسبب ارتفاع درجة حرارة المياه

أصبح أكثر من نصف محيطات العالم أكثر خضرة في العشرين عامًا الماضية، ربما بسبب الاحترار العالمي.

هذا الاكتشاف ، الذي تم الإبلاغ عنه اليوم في Nature 1 ، مثير للدهشة لأن العلماء اعتقدوا أنهم سيحتاجون إلى سنوات عديدة أخرى من البيانات قبل أن يتمكنوا من اكتشاف علامات تغير المناخ في لون المحيطات.

يقول المؤلف الرئيسي بي بي كايل، عالم المحيطات والمناخ في المركز الوطني لعلوم المحيطات في ساوثهامبتون بالمملكة المتحدة: “إننا نؤثر على النظام البيئي بطريقة لم نشهدها من قبل”.

يمكن أن يتغير لون المحيط لأسباب عديدة ، مثل عندما ترتفع العناصر الغذائية بشكل جيد من أعماقها وتغذي أزهارًا هائلة من العوالق النباتية ، والتي تحتوي على الصباغ الأخضر الكلوروفيل.

من خلال دراسة الأطوال الموجية لأشعة الشمس المنعكسة عن سطح المحيط ، يمكن للعلماء تقدير كمية الكلوروفيل الموجودة وبالتالي عدد الكائنات الحية مثل العوالق النباتية والطحالب الموجودة.

من الناحية النظرية ، يجب أن تتغير الإنتاجية البيولوجية عندما تصبح مياه المحيطات أكثر دفئًا مع تغير المناخ.

لكن كمية الكلوروفيل في المياه السطحية يمكن أن تختلف بشكل ملحوظ من سنة إلى أخرى ، مما يجعل من الصعب التمييز بين أي تغييرات ناجمة عن تغير المناخ والتقلبات الطبيعية الكبيرة. يعتقد العلماء أن الأمر قد يستغرق ما يصل إلى 40 عامًا من الملاحظات لاكتشاف أي اتجاهات 2 .

هناك عامل معقد آخر وهو أن العديد من الأقمار الصناعية قامت بقياس لون المحيط بمرور الوقت ، وكل منها فعل ذلك بطريقة مختلفة قليلاً ، لذلك لا يمكن دمج البيانات.

الخلل سيزداد سوءًا بمرور الوقت

قالت المؤلفة المشاركة في الدراسة ستيفاني دوتكيويتز ، كبيرة الباحثين في قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومركز علوم التغيير العالمي ، إنه ليس من الواضح بالضبط كيف تتغير هذه النظم البيئية، في حين أنه من المحتمل أن تحتوي بعض المناطق على عدد أقل من العوالق النباتية، فإن مناطق أخرى تحتوي على المزيد – ومن المحتمل أن تشهد جميع أجزاء المحيط تغييرات في أنواع العوالق النباتية الموجودة.

إن النظم البيئية للمحيطات متوازنة بشكل جيد وأي تغيير في العوالق النباتية سيرسل تموجات عبر السلسلة الغذائية. “جميع التغييرات تسبب خللاً في التنظيم الطبيعي للنظم البيئية. وقالت لشبكة سي إن إن إن هذا الخلل سيزداد سوءًا بمرور الوقت إذا استمرت حرارة المحيطات في الارتفاع.

وقال دوتكيويتز إنه سيؤثر أيضًا على قدرة المحيط على العمل كمخزن للكربون ، حيث تمتص العوالق المختلفة كميات مختلفة من الكربون.

بينما لا يزال الباحثون يعملون على تحديد ما تعنيه التغييرات بالضبط ، فإن ما هو واضح ، كما قالوا ، هو أن التغييرات مدفوعة بتغير المناخ بفعل الإنسان.

قرر فريق Cael تحليل البيانات من MODIS ، وهو جهاز استشعار على متن القمر الصناعي Aqua التابع لناسا، والذي تم إطلاقه في عام 2002 ولا يزال يدور حول الأرض، متجاوزًا بكثير عمر الست سنوات المتوقع.

تغييرات طويلة المدى في لون المحيط.

بحث الباحثون عن الاتجاهات في سبعة أطوال موجية مختلفة من الضوء من المحيط، بدلاً من الالتصاق بطول الموجة الفردي المستخدم لتتبع مقياس الكلوروفيل الذي غالبًا ما يستخدم.

يقول كايل: “اعتقدت لفترة طويلة أنه يمكننا القيام بعمل أفضل من خلال النظر إلى طيف الألوان الكامل”.

مع عقدين من بيانات MODIS ، تمكن العلماء من رؤية تغييرات طويلة المدى في لون المحيط. لقد لاحظوا تحولات ملحوظة في 56٪ من سطح المحيطات في العالم ، معظمها في المياه الواقعة بين خطي عرض 40 درجة جنوباً و 40 درجة شمالاً.

هذه المياه الاستوائية وشبه الاستوائية بشكل عام لا تختلف كثيرًا في اللون على مدار العام ، لأن المناطق لا تختلف كثيرًا في اللون. تجربة المواسم المتطرفة – وبالتالي فإن التغييرات الصغيرة طويلة الأجل تكون أكثر وضوحًا هناك ، كما يقول كايل.

تعتمد شدة تغير اللون على الطول الموجي للضوء المقاس. بشكل عام ، أصبحت المياه أكثر اخضرارًا بمرور الوقت.

لمعرفة ما إذا كان من الممكن ربط التحولات بتغير المناخ ، قارن الباحثون الملاحظات بنتائج النموذج 3 الذي يحاكي كيفية استجابة النظم البيئية البحرية لمستويات متزايدة من غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. التغييرات الملحوظة مطابقة لتلك الموجودة في النموذج.

ظلال من اللون الأخضر

الآن ، السؤال هو ما الذي يجعل المحيطات أكثر اخضرارًا. يقول كايل إنه ربما لا يكون تأثيرًا مباشرًا لزيادة درجات حرارة سطح البحر ، لأن المناطق التي لوحظ فيها تغير اللون لا تتطابق مع تلك التي ارتفعت فيها درجات الحرارة بشكل عام.

أحد الاحتمالات هو أن التحول قد يكون له علاقة بكيفية توزيع العناصر الغذائية في المحيط. مع ارتفاع درجة حرارة المياه السطحية ، تصبح الطبقات العليا من المحيط أكثر تراكبًا ، مما يجعل من الصعب على المغذيات الصعود إلى السطح.

عندما يكون هناك عدد أقل من العناصر الغذائية ، فإن العوالق النباتية الأصغر تكون أفضل في البقاء على قيد الحياة من العوالق الكبيرة ، وبالتالي فإن التغيرات في مستويات المغذيات يمكن أن تؤدي إلى تغييرات في النظام البيئي تنعكس في التغيرات في لون الماء الكلي.

لكن هذه مجرد فكرة واحدة. لا يستطيع الباحثون حتى الآن تحديد سبب حدوث التغييرات بالضبط. يقول كايل: “سبب اهتمامنا باللون هو أن اللون يخبرنا بشيء عما يحدث في النظام البيئي”.

يزيد هذا الاكتشاف من التوقعات للمهمة الكبيرة التالية لرصد لون المحيط – القمر الصناعي التابع لناسا ، العوالق والهباء الجوي والسحابة والنظام البيئي للمحيطات (PACE).

من المقرر إطلاق PACE في يناير 2024 ، وسوف يقيس لون المحيط بأطوال موجية أكثر بكثير من أي قمر صناعي سابق ، وهي القدرة المعروفة باسم “الطيفية الفائقة”.

النتائج واقعية للغاية

تقول إيفونا سيتينيو ، عالمة المحيطات في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند ، والتي تعمل على PACE: “كل هذا يؤكد بالتأكيد الحاجة إلى بعثات عالمية فائقة الطيف مثل PACE”، المركبة الفضائية “يجب أن تسمح لنا بفهم الآثار البيئية للاتجاهات الملحوظة في بنية النظام الإيكولوجي للمحيطات في السنوات القادمة.”

قالت Dutkiewicz ، التي كانت تجري عمليات محاكاة أظهرت أن المحيطات ستتغير لونها لسنوات ، لم تتفاجأ بهذا الاكتشاف، “ولكن ما زلت وجدت النتائج واقعية للغاية ؛ وقالت لشبكة CNN: “إنها دعوة أخرى للاستيقاظ مفادها أن تغير المناخ الذي يسببه الإنسان [قد] أثر بشكل كبير على نظام الأرض”.

وأضافت ، أنه من الصعب تحديد ما إذا كانت تغيرات اللون يمكن أن تصبح مرئية للبشر إذا استمرت العملية، “إذا تم الوصول إلى نقطة تحول كبيرة في بعض الأماكن: ربما.