Perubahan Iklim Akan Mengubah Warna Lautan menjelang Abad ke-21

Kami mengambil kesempatan bahawa langit biru, daun hijau, dan lautan adalah jenis biru-hijau, tetapi saintis memberi amaran bahawa beberapa perkara itu tidak akan tetap sama lama. Apabila cuaca panas bumi, saintis berkata, warna air di lautan dunia akan berubah dari masa ke masa - dan ia boleh berlaku dalam abad yang akan datang.

Penyelidikan baru dari saintis di Massachusetts Institute of Technology dan Pusat Oseanografi Nasional Southampton di UK menunjukkan bahawa hampir dua pertiga lautan di dunia kelihatan berbeza dengan 2100 kerana perubahan iklim terus menimbulkan malapetaka di Bumi, dan perubahan warna akan datang dengan kesan besar.

Dalam makalah yang disiarkan Isnin dalam jurnal Komunikasi Alam, pasukan melaporkan mereka boleh menggunakan warna air laut sebagai "tandatangan" pada suhu air yang semakin meningkat.

Dalam 80 tahun akan datang, mereka menulis, warna akan berubah cukup untuk dapat dikesan oleh satelit, walaupun mungkin tidak kepada mata telanjang: Bahagian-bahagian biru laut yang hangat, akan menjadi biru, manakala bahagian-bahagian laut yang sejuk dan hijau akan bertukar lebih hijau. Menggunakan pencitraan satelit, pasukan itu menemui cara untuk menafsirkan cahaya warna yang mencerminkan air, walaupun perbezaannya sangat kecil. Sebagai bahagian yang berbeza dari warna perubahan lautan dalam beberapa dekad akan datang, saintis akan dapat menggunakan warna peralihan untuk mengetahui betapa hangat lautan di kawasan tersebut.

Warna lautan adalah hasil daripada cara menyerap air dan menyerakkan cahaya, yang kemudiannya dipengaruhi oleh mineral-mineral yang dibubarkan di dalam air dan kehadiran organisme kecil, hijau, dan fotosintesis yang dikenali sebagai fitoplankton. Ketika lautan hangat, pasukan meramalkan, kawasan panas dengan kurang fitoplankton kemungkinan akan menyokong bahkan kurang hidup - menjadi lebih biru - sementara suhu yang lebih panas di kawasan sejuk lautan akan memupuk populasi plankton yang lebih besar - menjadikannya hijau.

Para saintis biasanya menggunakan data satelit untuk menganggarkan tahap klorofil-a, kimia hijau yang digunakan dalam fotosintesis, untuk mengukur tahap phytoplankton. Di mana terdapat banyak klorofil-a, terdapat banyak fitoplankton, yang seterusnya dikaitkan dengan suhu air di rantau itu.

"Chlorophyll berubah, tetapi anda tidak dapat melihatnya kerana kebolehubahan semula jadi yang luar biasa," kata Stephanie Dutkiewicz, Ph.D., penyelidik sains planet di MIT dan pengarang pertama kertas itu. "Tetapi anda dapat melihat peralihan yang berkaitan dengan iklim yang signifikan di beberapa jenis ini, dalam isyarat yang dihantar ke satelit. Jadi di sinilah kita harus mencari ukuran satelit, untuk isyarat sebenar perubahan."

Walau bagaimanapun, pasukan ini meningkatkan kaedah pengesan warna ini dengan metrik yang dikenali sebagai reflektor penderiaan jauh (RSS), yang menganggarkan berapa banyak cahaya yang memukul air mencerminkan sandaran. Ukuran ini, yang lebih penting, adalah lebih tepat daripada mengukur perubahan warna klorofil, dan ia tidak berubah-ubah dari musim ke musim seperti phytoplankton. RSS, yang mereka tulis, mungkin penunjuk tunggal yang paling boleh dipercayai tentang betapa cepatnya lautan kita memanas akibat perubahan iklim.

"Perubahan itu bukan satu perkara yang baik, kerana ia pasti akan memberi kesan kepada seluruh web makanan," kata Dutkiewicz CNN. "Phytoplankton berada di pangkalan, dan jika asas berubah, ia membahayakan segala-galanya di sepanjang web makanan, pergi cukup jauh ke beruang kutub atau tuna atau apa sahaja yang anda mahu makan atau suka melihat dalam gambar."

Abstrak: Pemantauan perubahan dalam phytoplankton marin adalah penting kerana ia membentuk asas web makanan laut dan penting dalam kitaran karbon. Sering kali Chlorophyll-a (Chl-a) digunakan untuk mengesan perubahan dalam fitoplankton, kerana terdapat anggaran-anggaran yang diperolehi oleh satelit secara tetap. Walau bagaimanapun, sensor satelit tidak mengukur secara langsung Chl-a. Sebaliknya, Chl-a dianggarkan dari refrektor penderiaan jarak jauh (RRS): nisbah cahaya upwelling ke irama bawah tanah di permukaan lautan. Dengan menggunakan model, kami menunjukkan bahawa RRS dalam spektrum biru-hijau mungkin mempunyai isyarat yang didorong perubahan iklim yang lebih kuat dan lebih awal daripada Chl-a. Ini kerana RRS mempunyai kepelbagaian semula jadi yang lebih rendah dan mengintegrasikan bukan sahaja perubahan dalam air Chl-a, tetapi juga perubahan dalam unsur-unsur optik penting yang lain. Struktur komuniti Phytoplankton, yang sangat mempengaruhi optik laut, mungkin menunjukkan salah satu tanda tangan perubahan yang jelas dan paling cepat kepada pangkalan ekosistem laut.