海洋正在变绿:这对海洋生态系统意味着什么?

56% of Earth's oceans have become greener — an area larger than the planet's total land mass, a threat to the ecosystem.
56% of Earth's oceans have become greener — an area larger than the planet's total land mass, a threat to the ecosystem.Image: Pexels/Daniel Jurin
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  • 56%的海洋变得更绿——面积大于地球陆地总面积,对生态系统构成威胁。

  • 海洋绿色程度上升,很可能是多种因素共同作用的结果,包括气候变化、污染和过度捕捞。

  • 随着地球变暖,我们预计海洋生态系统将发生更多变化,可能对海洋生物造成严重后果。

  • 浮游植物是海洋食物网的基础,其大量繁殖可能耗尽水中的氧气,危及海洋生态系统。

超过半数的深蓝色大海正在变绿,但科学家们并不确定原因。

在过去二十年间,地球上56%的海洋变得更绿——面积大于地球陆地总面积,据一项由美国和英国科学家组成的团队所做的新研究显示。

“我们关注这一点,并不是因为在意颜色,而是因为颜色反映了生态系统状态的变化”,该研究的第一作者B. B. Cael说道。他是英国南安普顿国家海洋学中心的海洋与气候科学家,《卫报》对此进行了报道。

有多种因素可能导致海洋颜色发生变化,据《自然》期刊报道。一个例子是深海营养物质上升,为含有呈绿色的叶绿素的浮游植物大量繁殖提供养分。

科学家通过观测海洋表面反射的阳光波长,能够估算叶绿素的含量,以及藻类和浮游植物等生物的数量。

在表层海水中,叶绿素含量每年都可能发生很大变化,因此很难区分自然变化与气候变化所带来的变化。

从理论上讲,气候变化导致的海水变暖应会引起生物生产力的差异,但科学家认为,可能需要长达四十年的时间才能明确指出任何清晰的变化。

“这些并不是摧毁生态系统的巨大变化,它们可能较为细微,”Cael在接受《卫报》采访时表示。“但这为我们提供了额外的证据,表明人类活动很可能正在以我们尚未能理解的方式影响全球生物圈的大部分区域。”

该研究题为《在海洋生态指标中检测到的全球气候变化趋势》,发表于《自然》。

研究团队利用美国国家航空航天局(NASA)Aqua卫星搭载的中分辨率成像光谱仪(MODIS)的数据,试图发现七个不同海洋光波长的变化趋势,据《自然》报道。

“我长期以来一直认为,通过观察完整的色谱,我们可以做得更好,”Cael说。

通过分析20年的MODIS数据,研究人员注意到海洋颜色存在长期差异。大部分变化出现在南纬40度至北纬40度之间的热带和亚热带纬度海域。这些区域由于缺乏极端季节,其海水颜色通常不会在一年中出现显著变化,因此Cael表示,研究团队能够察觉到较小的长期变化。

“总体而言,低纬度海洋在过去20年间变得更绿,”该研究称。

为了查明这些变化是否由气候变化引起,科学家们使用了一个模拟模型的结果,该模型推演了海洋生态系统对大气中温室气体浓度上升可能做出的反应。他们发现,模型中的变化与其观测结果相符。

Cael表示,海洋绿色色调增强的原因很可能不是海水变暖,因为颜色发生变化的海域与温度升高的海域并不吻合。Cael进一步指出,营养物质的分布可能影响了这一变化:随着表层海水变暖,上层海洋会出现分层,使营养物质更难上升。营养物质减少意味着较小的浮游植物更容易存活,这会改变生态系统,并可能影响水体的整体颜色。

然而,科学家们尚不完全确定海洋变色的原因。

NASA下一个观测海洋颜色的重大任务是浮游生物、气溶胶、云和海洋生态系统(PACE)卫星——计划于2024年初发射——它将能够测量比以往任何卫星都更多波长的海洋颜色。

“所有这些研究无疑证实了全球高光谱任务(如PACE)的必要性,”参与PACE项目的NASA位于马里兰州绿带市的戈达德太空飞行中心海洋学家Ivona Cetinić在《自然》的报道中表示。该卫星“应能帮助我们在未来几年理解所观测到的海洋生态系统结构变化趋势的生态影响。”《自然》。

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