لقد تغير لون محيطات الأرض بشكل كبير خلال العقدين الماضيين ، وهذه التحولات هي نتيجة لتغير المناخ الذي يحركه الإنسان. لا يمكن تفسيرها بالتنوع الطبيعي وحده وقد أثرت على أكثر من 56 في المائة من محيطات كوكبنا ، وهي مساحة أكبر من المساحة الإجمالية للأرض على كوكبنا.
إن لون محيطات الأرض هو انعكاس للكائنات الحية والمعادن الموجودة داخل مياهها. هذا يعني أنه على الرغم من أن هذه الاختلافات اللونية قد تبدو خفية للعين البشرية ، إلا أنها تشير بلا شك إلى أن النظم البيئية البحرية في حالة تغير مستمر. على الرغم من أن التغييرات المحددة التي تحدث في هذه النظم البيئية ليست واضحة تمامًا حتى الآن ، فإن الفريق الذي يقف وراء النتائج هو نشاط بشري معين وتأثيراته على المناخ هي السبب.
قالت ستيفاني دوتكيويتز ، المؤلفة المشاركة في الدراسة وكبيرة الباحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، قسم علوم الأرض والغلاف الجوي والكواكب ومركز علوم التغيير العالمي ، في بيان: “كنت أقوم بتشغيل عمليات محاكاة كانت تخبرني لسنوات أن هذه التغييرات في لون المحيط ستحدث”. “رؤية حدوث ذلك على أرض الواقع ليس مفاجئًا ، ولكنه مخيف. وهذه التغييرات تتوافق مع التغييرات التي يسببها الإنسان في مناخنا.”
متعلق ب: تظهر بيانات محطة الفضاء كيف يساهم الغبار في تغير المناخ
كيف يحصل المحيط على لونه؟
يمكن استخدام لون المحيط كمقياس لتقييم ما يسكن في طبقاته العليا. تشير المياه الزرقاء العميقة ، على سبيل المثال ، إلى غياب الحياة بينما تشير المياه الخضراء إلى وجود ميكروبات شبيهة بالنبات تسمى العوالق النباتية تحتوي على الصباغ الأخضر الكلوروفيل.
تحصد العوالق النباتية ضوء الشمس وتستخدم ثاني أكسيد الكربون لإنتاج السكريات عن طريق التمثيل الضوئي ، وبالتالي تشكل الأساس لشبكة الغذاء المحيطية. تتغذى عليها مخلوقات صغيرة ، مثل الكريل ، التي تغذي الأسماك الكبيرة ، والتي بدورها تغذي الطيور البحرية والثدييات البحرية.
بالإضافة إلى تغذية المحيطات ، فإن عملية التمثيل الضوئي هذه تعني أيضًا أن العوالق النباتية ضرورية في التقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. نظرًا لأن ثاني أكسيد الكربون من الغازات الدفيئة الرئيسية ، يراقب العلماء عن كثب العوالق النباتية عبر أسطح المحيطات ليروا كيف تستجيب مستعمرات هذه الكائنات الحية الدقيقة لتغير المناخ.
يتم ذلك تقليديًا من خلال مراقبة الصباغ الأخضر ، الكلوروفيل ، الذي يساعد العوالق النباتية والنباتات على حصاد ضوء الشمس. يمكن رؤية التغييرات في الكلوروفيل في نسبة الضوء الأزرق مقابل الضوء الأخضر المنعكس على سطح المحيط ، وهو توازن يمكن تتبعه باستخدام الأقمار الصناعية المحمولة في الفضاء.
ومع ذلك ، فإن تحديد اتجاه مدفوع بالتغير المناخي فقط من خلال التغييرات في الكلوروفيل قد يستغرق حوالي 30 عامًا ، كما يقول الخبراء. لذلك في عام 2019 ، قرر العلماء أنه من خلال تتبع الاختلافات الصغيرة في ألوان المحيط الأخرى أيضًا ، يمكنهم قطع جزء كبير من الوقت من هذا الرقم لاكتشاف إشارات تغير المناخ خلال 20 عامًا فقط من المراقبة.
“فكرت ، أليس من المنطقي البحث عن اتجاه في كل هذه الألوان الأخرى ، بدلاً من الكلوروفيل وحده؟” قال بي بي كايل ، المؤلف الرئيسي للبحوث وعالم المركز الوطني لعلوم المحيطات. “يجدر النظر إلى الطيف بأكمله بدلاً من مجرد محاولة تقدير رقم واحد من بتات الطيف.
“هذا يعطي دليلا إضافيا على كيفية تأثير الأنشطة البشرية على الحياة على الأرض على مدى مكاني ضخم.”
مشاهدة لون المحيط من الفضاء
للوصول إلى النتائج الحالية ، حلل كايل وزملاؤه قياسات لون المحيط التي تم جمعها بواسطة مقياس طيف التصوير ذي الدقة المتوسطة (MODIS) على متن القمر الصناعي أكوا.
لمدة 21 عامًا ، لاحظت موديس المحيطات في سبعة أطوال موجية من الضوء ، بما في ذلك طولين موجيين يستخدمان لتتبع الكلوروفيل على وجه الخصوص. ترى الأداة المحيط كمزيج من الأطوال الموجية الدقيقة ، من الأزرق إلى الأخضر وحتى الأحمر ، على عكس اللون الأزرق السماوي المعزول الذي تطورت أعيننا لتراه. هذا يعني أنه يمكنه اكتشاف التغييرات بطريقة دقيقة للغاية بحيث لا يمكن رؤيتها من خلال الرؤية البشرية وحدها.
قام Cael بتقييم الألوان المحيطية السبعة التي تم قياسها بواسطة MODIS بين عامي 2002 و 2022 ، مع ملاحظة كيفية تحولها في مناطق فردية خلال كل عام للحصول على فكرة عن التباين الطبيعي.
بعد ذلك ، سمح التصغير على هذه البيانات السنوية للباحث بمعرفة كيف تطورت التغييرات على مدار 20 عامًا إجمالاً. كشف هذا لكايل عن اتجاه واضح لم يكن موجودًا ببساطة في التباين السنوي. لتحديد ما إذا كان الاتجاه ناتجًا عن تغير المناخ ، قارنه كايل بنموذجين بلون المحيط. أحدهما يعتبر إضافة غازات الدفيئة والآخر لا.
في النهاية ، تتوافق بيانات الأقمار الصناعية مع تنبؤ نموذج غازات الاحتباس الحراري لاتجاه 20 عامًا في التغييرات في لون المحيطات في حوالي نصف محيطات سطح العالم. أظهر هذا أن الاتجاه الذي لوحظ في MODIS كان أكثر من مجرد تباين عشوائي ، واقترح طريقة جديدة وأسرع أيضًا لاكتشاف التغيرات الناتجة عن تغير المناخ في النظم البيئية البحرية.
قصص ذات الصلة:
– تسخن الأرض بمعدل أسرع على الرغم من التعهدات باتخاذ إجراءات حكومية
– 10 علامات مدمرة لأقمار تغير المناخ يمكن رؤيتها من الفضاء
– تغير المناخ: الأسباب والآثار
قال Dutkiewicz: “لقد تغير لون المحيطات ، ولا يمكننا أن نقول كيف. ولكن يمكننا القول أن التغييرات في اللون تعكس التغيرات في مجتمعات العوالق التي ستؤثر على كل شيء يتغذى على العوالق”. “سيغير أيضًا مقدار امتصاص المحيط للكربون لأن الأنواع المختلفة من العوالق لديها قدرات مختلفة للقيام بذلك.
“لذلك ، نأمل أن يأخذ الناس هذا الأمر على محمل الجد. ليست النماذج فقط هي التي تتوقع حدوث هذه التغييرات. يمكننا الآن أن نرى ذلك يحدث ، والمحيط يتغير.”
نُشر بحث الفريق هذا الشهر في مجلة Nature.