Giống như cháy rừng dữ dội, sóng nhiệt thiêu đốt và lũ lụt, màu sắc đại dương thay đổi là một dấu hiệu cảnh báo khác về biến đổi khí hậu do con người gây ra, theo một nghiên cứu mới phân tích các quan sát vệ tinh chuyên dụng trong hai thập kỷ.
Phần lớn sự thay đổi này liên quan đến thực vật phù du, là những loại tảo biển cực nhỏ sống ở tầng trên cùng của nước. Giống như cỏ và cây cối, thực vật phù du sử dụng sắc tố xanh gọi là chất diệp lục để chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành thức ăn.
Sắc tố này thường được nhìn thấy từ không gian và là chỉ số chính mà các nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu màu sắc của đại dương. Nghiên cứu phát hiện ra rằng thực vật phù du rất dễ bị tổn thương trước biến đổi khí hậu – một quá trình trục xuất cư dân của nó ra khỏi cơ thể chúng, do đó làm thay đổi màu sắc của đại dương.
Stephanie Dutkiewicz, một nhà nghiên cứu của MIT, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Các hệ sinh thái này đã mất hàng triệu năm để cùng nhau phát triển và cân bằng. được phát hành Cuối tuần trong tự nhiên. “Những thay đổi trong thời gian ngắn như vậy là không tốt vì chúng khiến toàn bộ hệ sinh thái mất cân bằng.”
Dutkiewicz đã dự đoán những thay đổi đó — và những tác động mà chúng có thể gây ra đối với sinh vật biển — vào năm 2019. Bà nói, cho đến lúc đó, các vệ tinh sẽ là “người canh gác” trong việc xác định màu sắc của đại dương có thay đổi hay không.
Trong nghiên cứu mới, trước tiên các nhà nghiên cứu đã phân tích dữ liệu từ vệ tinh Aqua MODIS của NASA, vệ tinh này đã theo dõi sự thay đổi màu sắc của đại dương từ năm 2002, một số trong đó quá tinh tế để mắt người có thể nhìn thấy. Theo nghiên cứu, dữ liệu có giá trị trong 20 năm đã chỉ ra rằng màu sắc đã thay đổi ở hơn một nửa số đại dương trên thế giới. Các nhà khoa học cho biết những thay đổi vượt xa những gì có thể xảy ra do các sự kiện tự nhiên.
Sau đó, để xem liệu xu hướng này có liên quan đến biến đổi khí hậu hay không, các nhà nghiên cứu đã so sánh những kết quả đó với kết quả của hai mô hình. Dutkiewicz cho biết ai đó đã mô phỏng điều gì sẽ xảy ra với màu sắc của đại dương nếu khí nhà kính không làm nóng hành tinh. Mô hình này đã thêm vào mô hình kia khi có khí thải, dẫn đến sự thay đổi màu sắc ở 50% đại dương — một mô hình phù hợp với các quan sát vệ tinh.
Dutkiewicz cho biết đó là một dấu hiệu đáng lo ngại cho tương lai của hành tinh.
“Tôi biết điều này có thể xảy ra vì tôi đã làm việc trên những mẫu xe này từ 10 đến 15 năm nên không có gì ngạc nhiên,” cô nói. “Nhưng bây giờ chúng tôi có thể nhìn thấy nó trực tiếp — chúng tôi có dấu hiệu cho thấy nó đang xảy ra trong thế giới thực. Và điều đó thật đáng sợ vì điều đó có nghĩa là không chỉ máy tính của tôi nói điều này nữa: Đó là cảm biến vệ tinh nói, ‘Vâng, đại dương đang thay đổi màu sắc, và rất nhanh.'”
Ivonna Cetenio, nhà hải dương học tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA, cho biết đại dương hiển thị một mảng màu rực rỡ – kết quả của cách sóng ánh sáng tương tác với các phân tử trong nước, cho dù chúng bị phân tán hay hấp thụ. Bà cho biết thành phần của đại dương, hoặc chất dinh dưỡng và sự sống mà nó duy trì, là những gì quyết định màu sắc của nước.
Cetinho cho biết: “Chúng tôi coi đại dương là một khối nước lớn, nhưng nó có sự đa dạng lớn về hệ sinh thái, sinh vật và chất dinh dưỡng. “Không có cách nào khác để hiểu những gì đang diễn ra và quan sát tất cả chúng liên tục từ không gian – và cách duy nhất để làm điều đó là nhìn vào các màu sắc khác nhau trong đại dương.”
Cô ấy nói, trong đại dương, nước có thể có màu hơi nâu nếu nó chứa đầy lá khô và trầm tích từ các dòng sông. Ở những nơi khác, đại dương có thể hiển thị một dải từ màu xanh đậm đến màu xanh lục—và đó là nơi thực vật phù du xuất hiện.
Trong “SpongeBob SquarePants”, Plankton là một nhân vật phản diện thèm khát quyền lực. Nhưng trong cuộc sống thực, những loài thực vật nhỏ bé chịu trách nhiệm cung cấp tới một nửa lượng oxy mà chúng ta hít thở. Chúng giúp hấp thụ rất nhiều carbon trong khí quyển và là xương sống của lưới thức ăn biển, dùng làm thức ăn cho động vật phù du, sau đó là thức ăn của cá, thức ăn cho cá lớn hơn, v.v.
Các vùng nước có mật độ thực vật phù du cao hơn – chẳng hạn như ở vùng nhiệt đới – có xu hướng xanh hơn, trong khi các vùng nước có ít thực vật phù du hơn sẽ có màu xanh lam hơn. Tuy nhiên, giờ đây, các tác động theo tầng của biến đổi khí hậu đang gây thiệt hại cho thực vật phù du, Dutkiewicz nói.
Ở một số nơi, nhiệt độ tăng đang làm thay đổi dòng hải lưu, làm gián đoạn dòng chảy chất dinh dưỡng vào vùng biển sâu mà thực vật phù du sống trên bề mặt cần để tồn tại. Việc thiếu dinh dưỡng này có thể làm giảm số lượng thực vật phù du – làm cho nước có màu xanh lam hơn. Ở các khu vực khác, Dutkiewicz cho biết nước có màu xanh hơn khi số lượng thực vật phù du tăng lên – một sự bùng nổ có thể là “quá nhiều” để hệ sinh thái có thể duy trì.
Nhiệt độ nước tăng và những thay đổi về độ axit của nó — khi nhiều carbon dioxide hòa tan vào đại dương — có thể làm thay đổi các loại thực vật phù du sống ở các vùng khác nhau. Dutkiewicz cho biết điều này không chỉ làm thay đổi màu sắc của nước mà còn ảnh hưởng đến chuỗi thức ăn.
Dutkiewicz cho biết: “Nếu một thực vật phù du có kích thước bằng một quả bóng tennis, thì lớn nhất sẽ có kích thước bằng Manhattan, có nghĩa là nó sẽ hỗ trợ các lưới thức ăn hoàn toàn khác nhau. Biến đổi khí hậu có thể gây ra sự thay đổi tương đương với sự phát triển của cây cọ ở giữa lãnh nguyên. Và bạn biết đấy, nai sừng tấm làm gì vì chúng không quen với cây cọ? “
Hiện tại, ít nhất, thật khó để nhận biết sự thay đổi màu sắc của đại dương bằng mắt thường – “Không giống như việc một ngày nào đó bạn đi biển và nó có một màu khác,” Dutkiewicz nói.
“Nhưng chỉ vì bạn không thể nhìn thấy nó không có nghĩa là nó không xảy ra và nó không có khả năng ảnh hưởng đến chúng ta theo những cách khác nhau,” Dutkiewicz nói thêm.
Cô ấy nói, đó nên là một hồi chuông cảnh tỉnh – “mặc dù chúng tôi đã gặp khá nhiều trường hợp như vậy trong những năm qua.”
“Giống như việc chúng tôi liên tục nhấn nút báo lại trên đồng hồ báo thức để nói với chúng tôi rằng chúng tôi phải di chuyển ngay bây giờ”, cô nói thêm.