Firme biologiche globali: il cambiamento climatico porta un nuovo colore all’oceano terrestre

Nota dell’editore: Qualcosa da tenere a mente mentre ci muoviamo verso l’osservazione diretta delle superfici e delle atmosfere esoplanetarie.

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Il mare blu profondo diventa verde. Anche se questo potrebbe non sembrare così significativo come registrare le temperature calde della superficie del mare, ad esempio, il colore della superficie dell’oceano è indicativo dell’ecosistema che si trova al di sotto di essa. Le comunità di fitoplancton, organismi fotosintetici microscopici, abbondano nelle acque vicine alla superficie e sono la base della rete alimentare acquatica e del ciclo del carbonio. Questo cambiamento nel colore dell’acqua conferma la tendenza prevista dal cambiamento climatico e indica cambiamenti negli ecosistemi all’interno dell’Oceano Globale, che copre il 70% della superficie terrestre.

I ricercatori guidati da BB Kyle, scienziato capo del National Oceanographic Centre del Regno Unito, hanno rivelato che il 56% della superficie marina globale ha subito un significativo cambiamento di colore negli ultimi 20 anni. Dopo aver analizzato i dati sul colore dell’oceano provenienti dallo strumento MODIS (Moderate Risoluzione Imaging Spectroradiometer) sul satellite Aqua della NASA, hanno scoperto che gran parte del cambiamento deriva dal fatto che l’oceano diventa verde.

La mappa sopra evidenzia le aree in cui il colore della superficie oceanica è cambiato tra il 2002 e il 2022, con sfumature di verde più scure che rappresentano differenze più significative (rapporto segnale-rumore più elevato). Pertanto, Kyle ha affermato: “Questi sono i luoghi in cui possiamo rilevare i cambiamenti nell’ecosistema oceanico negli ultimi 20 anni”. Lo studio si è concentrato sulle regioni tropicali e subtropicali, escluse le alte latitudini, che sono buie per parte dell’anno, e le acque costiere, dove i dati sono naturalmente molto rumorosi.

I punti neri sulla mappa indicano la regione, che copre il 12% della superficie dell’oceano, dove anche i livelli di clorofilla sono cambiati durante il periodo di studio. La clorofilla è stata la metrica scelta dagli scienziati del telerilevamento per misurare l’abbondanza e la produttività del fitoplancton. Tuttavia, queste stime utilizzano solo pochi colori nello spettro della luce visibile. I valori mostrati in verde si basano sull’intera gamma di colori e quindi catturano più informazioni sull’ecosistema nel suo complesso.

Le serie di lungo periodo provenienti da un singolo sensore sono relativamente rare nel mondo del telerilevamento. Mentre il satellite Aqua celebra il suo 20° anno in orbita nel 2022 – ben oltre i 6 anni di vita prevista – Kyle si è chiesto quali tendenze a lungo termine potrebbero essere rilevate nei dati. In particolare, era curioso di sapere cosa avrebbe potuto perdersi in tutte le informazioni sui colori dell’oceano che avevo raccolto. “C’è più crittografia nei dati di quella che effettivamente utilizziamo”, ha affermato.

Analizzando attentamente i dati, il team ha scoperto una tendenza del colore dell’oceano che era stata prevista dai modelli climatici, ma che avrebbe richiesto dai 30 ai 40 anni per rilevarla utilizzando le stime della clorofilla basate sui satelliti. Questo perché la fluttuazione naturale della clorofilla è elevata rispetto alla tendenza del cambiamento climatico. Il nuovo metodo, che incorpora tutta la luce visibile, è stato abbastanza potente da confermare questa tendenza entro 20 anni.

In questa fase è difficile individuare i precisi cambiamenti ambientali responsabili delle nuove forme. Tuttavia, gli autori ipotizzano che potrebbero derivare da diversi assemblaggi di plancton, particelle più detritiche o altri organismi come lo zooplancton. Kyle ha affermato che è improbabile che i cambiamenti di colore provengano da materiali come la plastica o altri inquinanti, perché non sono abbastanza diffusi da poter essere registrati su larga scala.

“Quello che sappiamo è che negli ultimi 20 anni gli oceani sono diventati più stratificati”, ha affermato. Le acque superficiali hanno assorbito il calore in eccesso derivante da un clima sempre più caldo e, di conseguenza, hanno meno probabilità di mescolarsi con strati più profondi e ricchi di sostanze nutritive. Questo scenario favorirebbe il plancton adattato a un ambiente povero di nutrienti. Le aree in cui il colore dell’oceano cambia corrisponde bene con le aree in cui il mare è diventato più stratificato, ma non c’è tale sovrapposizione con i cambiamenti della temperatura della superficie del mare, ha detto Kyle.

Presto potrebbero essere disponibili ulteriori informazioni sugli ecosistemi acquatici della Terra. Il satellite PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) della NASA, il cui lancio è previsto per il 2024, restituirà osservazioni con una risoluzione cromatica più fine. I nuovi dati consentiranno ai ricercatori di dedurre maggiori informazioni sull’ambiente oceanico, come la diversità delle specie di fitoplancton e i tassi di crescita del fitoplancton.

Immagine dell’Osservatorio della Terra della NASA di Wanmei Liang, utilizzando dati di Cael, BB e altri. (2023). Storia di Lindsey Dorman.

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