Ученые проанализировали спутниковые данные за период с 2003 по 2022 год и обнаружили, что океанские воды становятся зеленее в полярных регионах и синее в экваториальных широтах. Это связано с изменением концентрации хлорофилла — зеленого пигмента, который производят фитопланктон, основа морской пищевой цепи. Исследователи показали, что в тропиках и субтропиках количество хлорофилла снижается, тогда как в полярных регионах оно увеличивается. Это означает, что количество фитопланктона растет в полярных широтах и уменьшается в тропической зоне, что может оказать влияние на морские экосистемы и мировое рыболовство. Результаты опубликованы в журнале Science.
Фитопланктон — это мельчайшие растения, которые живут в воде. Они плавают в верхних слоях океана и способны к фотосинтезу — использованию солнечного света для получения энергии и глюкозы с помощью пигмента хлорофилла. Фитопланктон находится в начале морской пищевой цепи. От него зависят рыбы и другие морские животные. В разных частях океана фитопланктон распределен по-разному: его больше в холодных районах, например у полюсов, и меньше в теплых тропиках. Кроме того, фитопланктон в холодных регионах богаче питательными веществами. Изменения в количестве фитопланктона могут влиять на все морские организмы и даже на климат Земли.
Исследователи проанализировали изменения цвета океанских вод, связанные с концентрацией хлорофилла в фитопланктоне. Для этого ученые использовали спутниковые данные, собранные с 2003 по 2022 год с помощью инструмента NASA, который каждые два дня сканирует всю поверхность Земли, измеряя длины волн света. Эти данные позволили оценить концентрацию хлорофилла как показатель количества фитопланктона на поверхности океана.
Ученые исследовали показатели воды в открытом океане и не учитывали воду у берегов, потому что в ней содержится много других частиц. Они мешают точно измерить цвет воды и могли бы исказить результаты исследования. Для оценки колебаний концентрации хлорофилла в разных районах океана исследователи применили методы из экономики — кривую Лоренца и индекс Джини, которые обычно используются для анализа распределения богатства в обществе. Это позволило выявить, как изменяется концентрация хлорофилла в разных частях океана за два десятилетия.
Результаты показали, что в тропических и субтропических широтах концентрация хлорофилла уменьшается, а в полярных регионах — наоборот, увеличивается, особенно в северном полушарии. То есть океан у полюсов становится «зеленее», а у экватора — «синее». Авторы сравнили это с явлением, когда богатые становятся богаче, а бедные — беднее. Они показали связь изменений концентрации хлорофилла с повышением температуры поверхности моря, тогда как другие факторы, такие как скорость ветра, освещенность и глубина смешивания верхнего слоя океана, значимого влияния не показали.
Однако ученые отметили, что период наблюдений слишком короткий, чтобы однозначно связывать эти перемены с глобальным изменением климата, потому что на результаты могли влиять климатические циклы, например Эль-Ниньо. Для более точного понимания необходимы данные за следующие десятилетия.
Если «сдвиг» фитопланктона к полюсам сохранится, это может повлиять на глобальный углеродный цикл, так как фитопланктон поглощает углекислый газ в процессе фотосинтеза и при отмирании переносит углерод в глубокие слои океана.
«Если углерод опускается глубже или в места, где вода долгое время не выходит на поверхность, он сохраняется там гораздо дольше. Напротив, углерод, находящийся на небольшой глубине, может быстрее вернуться в атмосферу, снижая влияние фитопланктона на хранение углерода», — сказал Николас Кассар из Университета Дьюка.
Изменение мест и глубины углеродного захоронения влияет на скорость глобального потепления. Кроме того, снижение фитопланктона в экваториальных регионах может повлиять на рыболовство, от которого зависят многие страны с низким и средним уровнем дохода, особенно в Тихоокеанском регионе.
«Фитопланктон находится в основе морской пищевой цепи. Если его количество уменьшится, это может повлиять и на верхние уровни пищевой цепи, что может привести к потенциальному перераспределению рыбных ресурсов», — сказал Николас Кассар.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
