Klimatförändringen kommer att förändra havets färg i slutet av 2000-talet

Vi tar självklart att himlen är blå, löven är gröna och havet är typ av blågrönt, men forskare varnar för att några av dessa saker inte kommer att förbli lika långa. När jordens klimat värmer, säger forskare att vattnets färg i världens oceaner kommer att förändras över tiden - och det kan hända inom nästa århundrade.

Ny forskning från forskare vid Massachusetts Institute of Technology och National Oceanography Centre Southampton i Storbritannien visar att nästan två tredjedelar av världens oceaner kan se betydligt annorlunda fram till 2100, eftersom klimatförändringen fortsätter att utgöra förödelse på jorden, och att färgförändringen kommer att komma med stora konsekvenser.

I ett papper som publiceras måndag i tidningen Naturkommunikation, rapporterar teamet att de kan använda färgen på havsvatten som en "signatur" av stigande vattentemperaturer.

Under de närmaste 80 åren skriver de, färgen kommer att förändras nog att detekteras av satelliter, men förmodligen inte blotta ögat: De varma blåa delarna av havet blir blåare, medan de kalla, gröna delarna av havet kommer att bli grönare. Med hjälp av satellitbilder kunde teamet hitta ett sätt att tolka vilket färgljus vattnet reflekterar, även om skillnaderna är mycket små. När olika delar av havet ändrar färg under de kommande årtiondena, kommer forskarna att kunna använda de skiftande nyanserna för att berätta hur varmt havet är i dessa regioner.

Havets färg är ett resultat av hur vatten absorberar och sprider ljus, vilket i sin tur påverkas av mineraler upplösta i vattnet och närvaron av de små, gröna fotosyntetiska organismerna som kallas fytoplankton. Som oceanerna varma förutspår laget, de varma regionerna med mindre fytoplankton kommer sannolikt att stödja ännu mindre livet blir bluer - medan varmare temperaturer i kalla områden i havet kommer att främja större populationer av plankton - förvandla den till grön.

Forskare brukar använda satellitdata för att uppskatta nivåerna av klorofyll-a, en grön kemikalie som används vid fotosyntes, för att mäta nivåer av fytoplankton. Om det finns mycket klorofyll-a finns det mycket fytoplankton, vilket i sin tur är korrelerat med vattnets temperatur i den regionen.

"Klorofyll förändras, men du kan inte riktigt se det på grund av dess otroliga naturliga variation", säger Stephanie Dutkiewicz, Ph.D., en planetvetenskaplig forskare vid MIT och den första författaren av tidningen. "Men du kan se ett betydande klimatrelaterat skifte i några av dessa vågband, i signalen som skickas ut till satelliterna. Så det är där vi ska titta på satellitmätningar, för en verklig signal om förändring."

Teamet förbättras emellertid med denna färgdetekteringsmetod med en metrisk kallad fjärranalysreflektans (RSS), som uppskattar hur mycket ljus som träffar vattnet återspeglar säkerhetskopiering. Denna åtgärd är viktigare än att mäta klorofyllfärgförändringar, och det fluktuerar inte säsong till säsong så mycket som fytoplankton gör. RSS, de skriver, kan vara den mest pålitliga indikatorn på hur snabbt våra oceaner värmer på grund av klimatförändringen.

"Förändringen är inte bra, eftersom det definitivt kommer att påverka resten av matwebben", berättade Dutkiewicz CNN. "Fytoplankton ligger vid basen, och om basen förändras, äventyrar det allt annat längs matbanan, går tillräckligt långt till isbjörnarna eller tonfisken eller nästan vad som helst du vill äta eller älska att se på bilderna."

Abstrakt: Övervakning av förändringar i marina fytoplankton är viktig eftersom de bildar grunden för marint livsmedelsbanan och är avgörande för koldioxidcykeln. Ofta används klorofyll-a (Chl-a) för att spåra förändringar i fytoplankton, eftersom det finns globala, regelbundna satellitberäkningar. Satellitsensorer mäter dock inte Chl-a direkt. I stället uppskattas Chl-a från fjärranalysreflektion (RRS): förhållandet mellan uppvällningsutstrålning och nedåtriktad strålning vid havets yta. Med hjälp av en modell visar vi att RRS i det blågröna spektrumet sannolikt kommer att ha en starkare och tidigare klimatförändringsstyrd signal än Chl-a. Detta beror på att RRS har lägre naturlig variation och integrerar inte bara förändringar i in-water Chl-a, men också förändringar i andra optiskt viktiga beståndsdelar. Fytoplanktonstrukturen, som starkt påverkar havsoptiken, kommer sannolikt att visa en av de tydligaste och snabbaste signaturerna av förändringar i havets ekosystems bas.