科学家周一报告说,到本世纪末,甚至更早,由于气候变暖,世界海洋将变得更蓝、更绿。
虽然人眼几乎无法察觉颜色的变化,但它可能暗示着多种海洋生物即将发生的深刻变化。
这种现象的核心在于被称为浮游植物的微小海洋微生物,它们对海洋食物网和全球碳循环至关重要,而且对海水温度敏感。
由于光从生物体反射的方式,这些浮游植物的大量繁殖在海洋表面形成了丰富多彩的图案。
会促进某些地区一些浮游植物的繁殖,同时减少其他地区的浮游植物的繁殖,从而导致海洋外观的微妙变化。
海洋颜色从绿色到蓝色不等,具体取决于任何特定区域中浮游植物或藻类的类型和浓度。深蓝色的海洋通常意味着很少有浮游植物存在。
浮游植物越多,水就越绿。据美国宇航局称,当阳光照射到海洋时,一些光会直接反射回来,但大部分光会穿透海洋表面并与其遇到的水分子相互作用。
通过密切观察海洋颜色,科学家可以更好地了解浮游植物以及它们如何影响周围的世界。
“颜色将成为早期信号之一,”麻省理工学院全球变化科学中心首席研究科学家、周一研究的合著者斯蒂芬妮·杜特凯维奇 (Stephanie Dutkiewicz) 说。自然通讯。
“我们将能够通过仪器而不是眼睛看到海洋的颜色发生了变化。”
浮游植物生活在海洋表面,利用阳光和二氧化碳进行光合作用。它们将碳吸入海洋,同时释放氧气。
当这些生物体死亡时,它们会将碳埋入深海,这是有助于调节全球气候的关键过程。
但浮游植物很容易受到当前海洋变暖趋势的影响。
根据美国宇航局表示,变暖会改变海洋的关键特性,并可能影响浮游植物的生长,因为它们不仅需要阳光和二氧化碳才能生长,还需要营养。
正如该机构解释的那样,“生产力预计会下降,因为随着地表水变暖,水柱变得越来越多分层;将深水中的营养物质回收回水面的垂直混合较少。”
杜特凯维奇说,各种科学模型表明,随着时间的推移,海洋中浮游植物的总量可能会减少。
但她表示,科学家可能需要几十年的时间才能开始准确记录气候变化在这一演变中所扮演的角色。
杜特凯维奇说,在此期间,密切关注海洋颜色的变化可以提供正在发生的变化的第一个线索。
杜特凯维奇和她的团队建立了一个气候模型,该模型可以预测整个世纪海洋的变化,包括其光学特性。
研究发现,在全球变暖 3 摄氏度(5.4 华氏度)的情况下,海洋颜色会发生多种变化。
该模型预计,目前浮游植物很少的蓝色区域可能会变得更蓝。但在某些水域,例如北极,变暖将使浮游植物的生存条件更加成熟,这些地区将变得更加绿色。
自 19 世纪以来,全球变暖已经超过 1 摄氏度(1.8 华氏度),科学家预测,按照目前的速度,如果各国不采取认真措施减少二氧化碳排放,未来几十年全球变暖可能会加速。
联合国支持的科学家小组去年说世界需要在未来十年采取“前所未有”的行动来限制变暖并避免气候变化带来的最灾难性后果。
多年来,政府一直维持监测来自地球表面的光或辐射的卫星。杜特凯维奇说,这些仪器可能会提供气候变化如何改变海洋及其颜色的早期信号。
“卫星将成为哨兵,”她说。 “它不仅会告诉我们海洋中浮游植物的数量正在发生变化,还会告诉我们海洋中浮游植物的类型正在发生变化。”
为什么这很重要?
杜特凯维奇说,浮游植物是食物网的基础,它们极其多样化。她说,如果某些种类开始从海洋中消失,“这将改变能够生存的鱼类类型。”这些变化可能会对食物链产生影响。
哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站浮游植物专家索尼娅·迪尔曼 (Sonya Dyhrman) 表示:“海洋食物网基础群落结构的变化可能是生态系统发生较大变化的最佳标志,而生态系统变化可能会影响渔业和碳循环。”谁没有参与周一发布的研究。
“这一发现强调了长期监测浮游植物群落组成的重要性,”她补充道。
未来几十年,无论海洋颜色发生什么变化,对于大多数人来说都可能过于渐进和微妙,以至于无法注意到。但在科学界,它们可能意味着重大转变。
“由于气候变化,变化正在发生,”杜特凯维奇说。 “我们还需要一段时间才能通过统计数据证明这一点。但是海洋颜色的变化将是我们确实已经改变了我们的星球的早期预警信号之一。”
2018 ©华盛顿邮报
本文最初发表于华盛顿邮报。