Modele komputerowe ujawniają, w jaki sposób zmiany klimatu napędzane przez człowieka dramatycznie remontują krytyczne cykle składników odżywczych w oceanie. W postępowaniu z National Academy of Sciences, University of California, badacze IRVINE zgłaszają dowody, że morskie cykle składników pokarmowych – niezbędne dla utrzymywania ekosystemów oceanicznych – zmieniają się w nieoczekiwany sposób, ponieważ planeta nadal się rozgrzewa.
„Badania modelowe sugerują, że kiedy ocean się rozgrzewa, staje się bardziej stratyfikowany, co może sprywać niektóre części oceanu składników odżywczych” – powiedział Adam Martiny, profesor naukowy systemu Ziemi i Ekologia i Ewolucja biologia i jeden z głównych autorów badania. Chociaż modele sugerują związek między temperaturami oceanu a powierzchniowymi składnikami odżywczymi oceanicznymi, jest to pierwsze badanie potwierdzające wpływ zmian klimatu na cykle składników odżywczych.
Zespół, kierowany przez absolwenta Skylar Gerace'a, przeanalizował 50 lat danych składników odżywczych z oceanu zebranych w ramach Global Ocean Ship Ship Ship Program (GO-statek). Odkryli, że w ciągu ostatniego pół wieku nastąpił poważny spadek fosforu-składnik odżywczy, który odgrywa kluczową rolę w zdrowiu morskich sieci pokarmowych-na oceanach na półkuli południowej.
„Mogą wystąpić kaskadowe efekty w sieci pokarmowej” – powiedział Gerace, który wyjaśnił, w jaki sposób plankton – mikroorganizmy, które tworzą podstawy wielu morskich sieci pokarmowych – polegają na fosforu jako źródła żywności. „Kiedy fitoplankton ma mniej fosforu, stają się mniej pożywne, co może zaburzyć tempo wzrostu zooplanktonu i ryb”.
Co zaskakujące, stężenia azotanu – składniki odżywcze, które zespół spodziewał się – wydają się pozostać stabilne. Martiny wyjaśniła, że azotan ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania ekosystemu, więc nie upadki jest dobrym znakiem. Niemniej jednak stężenia azotanów mogą nadal spadać w przyszłości, ponieważ klimat wciąż się zmienia. „Ale nie wiemy – to tylko spekulacje” – powiedział.
Martiny podkreśliła znaczenie programów takich jak statek, jeśli chodzi o robienie takich nauk; Bez misji morskich, które zbierają dane empiryczne na temat ekosystemów morskich, nie byłoby żadnego sposobu na potwierdzenie, czy faktycznie dzieje się prognozowane modele klimatyczne. Na przykład modele prognozowały, że do tej pory spadnie poziomy azotanów w wodzie oceanicznej, ale bezpośrednie obserwacje ujawniają, że tak nie jest.
„Ogólnie rzecz biorąc, naprawdę trudno jest wykazać długoterminowe skutki klimatu na ocean, ponieważ jest tak duża zmienność, a nasza jest obecnie częścią niewielkiego zbioru badań, które pokazują te długoterminowe skutki”-powiedziała Martiny. „Możesz liczyć na rękę wykazane długoterminowe trendy w chemii oceanicznej”.
Następnie zespół chce określić ilościowo, w jaki sposób zmieniające się cykle składników odżywczych wpływają na ekosystemy morskie na obu półkulach, ponieważ zmiany klimatu trwają.
„Naszym celem jest zbadanie, w jaki sposób ta metryka składników odżywczych odnosi się do szerszej dynamiki ekosystemu w całym oceanie, takim jak produktywność pierwotna” – powiedział Gerace. „Może to dodatkowo ustalić pomiary, takie jak nasze jako całościowy wskaźnik monitorowania ekosystemów morskich, ponieważ ocean nadal się rozgrzewa i stratyfikuje”.
Badania były wspierane przez dotację z National Science Foundation, National Oceanic and Atmospheric Administration oraz NASA do Martiny oraz dotacji z Biura Badań Biologicznych i Środowiska oraz NASA dla profesora Keitha Moore'a w Departamencie Systemu Ziemi.