Ο ωκεανός είναι μια απέραντη τουαλέτα από άνθρακα...
Ο ωκεανός είναι μια τουαλέτα από άνθρακα. Τα κύματα καύσωνα της θάλασσας τον φράζουν.
Μικροσκοπικά περιττώματα υποτίθεται ότι βυθίζονται στον πυθμένα, δεσμεύοντας άνθρακα. Αλλά οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι οι θερμές περίοδοι διαταράσσουν αυτή την έξαψη.
Ο πλανήτης θα ήταν πολύ πιο ζεστός αν δεν υπήρχαν τα κόπρανα. Σε όλους τους ωκεανούς του κόσμου, μικροσκοπικοί οργανισμοί, γνωστοί ως φυτοπλαγκτόν, συλλέγουν την ενέργεια του ήλιου, καταβροχθίζοντας διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνοντας οξυγόνο. Τρώγονται από μικρά ζώα που ονομάζονται ζωοπλαγκτόν, τα οποία αποβάλλουν κόπρανα και βυθίζονται στον πυθμένα. Αυτό που είναι ουσιαστικά μια γιγάντια τουαλέτα, στη συνέχεια, διοχετεύει άνθρακα από την επιφάνεια στα βάθη, όπου παραμένει κλειδωμένος μακριά από την ατμόσφαιρα, διατηρώντας έτσι την ποσότητα CO2 εκεί πάνω υπό έλεγχο.
Καθώς όμως οι άνθρωποι εκπέμπουν όλο και περισσότερο άνθρακα στον ουρανό, αυξάνοντας αδιάκοπα τη θερμοκρασία των ωκεανών, ακούγονται ανησυχητικά σημάδια ότι αυτό το περιβάλλον θα μπορούσε να αλλάζει με βαθύ τρόπο. Σκεφτείτε τον βορειοανατολικό Ειρηνικό, στα ανοικτά των ακτών της Αλάσκας, όπου δύο μεγάλα κύματα καύσωνα έπληξαν τη θάλασσα, το ένα από το 2013 έως το 2015 και το άλλο από το 2019 έως το 2020. Μια νέα μελέτη διαπίστωσε ότι τα δύο γεγονότα μεταμόρφωσαν τη σύνθεση του φυτοπλαγκτού και του ζωοπλαγκτού, ουσιαστικά φράσσοντας την τουαλέτα και εμποδίζοντας την προς τα κάτω μεταφορά άνθρακα στα βάθη.
«Αυτές οι μακροπρόθεσμες μελέτες βοηθούν να βάλουμε τα πάντα στο σωστό πλαίσιο και επίσης να σημάνουμε συναγερμό», δήλωσε η Άνια Στάινερ, υποψήφια διδάκτωρ βιολογικής ωκεανογραφίας στο Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Scripps, η οποία δεν συμμετείχε στην έρευνα. «Ο ωκεανός αλλάζει. Και όχι μόνο θα επηρεάσει τον ωκεανό - θα επηρεάσει και τη ζωή στον ωκεανό. Και τελικά αυτό θα μας επηρεάσει, επειδή εξαρτόμαστε από τον ωκεανό για τον αέρα, την τροφή μας, τη ρύθμιση του κλίματος».
Φυσικά, κάθε κομμάτι των ωκεανών του κόσμου έχει τη δική του μοναδική χημεία, βιολογία και οικολογία, επομένως αυτό που συμβαίνει εκεί μπορεί να μην συμβαίνει παντού. Αλλά με αυτές τις εκρήξεις θερμότητας, αυτό το τμήμα της θάλασσας είδε μείωση στην ικανότητά του να δεσμεύει το αέριο που θερμαίνει τον πλανήτη. Αυτή είναι μια επισφαλής κατάσταση, δεδομένου ότι οι ωκεανοί δεσμεύουν το 1/4 των εκπομπών CO2 της ανθρωπότητας. «Ενώ μπορούμε να γενικεύσουμε ότι ίσως αυτό που είδαμε εδώ να συμβαίνει γενικά σε άλλα θαλάσσια κύματα καύσωνα στον ωκεανό, όπως η συσσώρευση άνθρακα, νομίζω ότι είναι σημαντικό να το αξιολογήσουμε αυτό και σε περιφερειακό επίπεδο», δήλωσε η Colleen Kellogg, μικροβιακή ωκεανογράφος στο Ινστιτούτο Hakai του Καναδά και συν-συγγραφέας της εργασίας, η οποία δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Nature Communications.
Οι ερευνητές αξιοποίησαν δεδομένα δεκαετίας από πλωτήρες Biogeochemical Argo, οι οποίοι περιπλανώνται αυτόνομα πάνω-κάτω στη στήλη του νερού λαμβάνοντας μετρήσεις της χημείας των ωκεανών. Όταν φτάνουν στην επιφάνεια, στέλνουν αυτά τα δεδομένα σε έναν δορυφόρο. Με αυτόν τον τρόπο, οι επιστήμονες έλαβαν μια 10ετή ροή μετρήσεων χωρίς να χρειάζεται να βρίσκονται συνεχώς σε σκάφος στον βορειοανατολικό υποαρκτικό Ειρηνικό Ωκεανό, ο οποίος δεν είναι γνωστός για τους φιλόξενους χειμώνες.
Τα δύο κύματα καύσωνα των ωκεανών ξεκίνησαν όπως αυτά που βιώνουμε στην ξηρά, με την ατμόσφαιρα να θερμαίνει τα πράγματα. Πράγματι, ο ωκεανός έχει απορροφήσει το 90% της πρόσθετης θερμότητας που έχουν δημιουργήσει οι άνθρωποι. Συνεπώς, ενώ τον 19ο αιώνα μόνο το 2% της επιφάνειας του ωκεανού βίωσε περιόδους ακραίων θερμοκρασιών, το ποσοστό αυτό είναι τώρα πολύ πάνω από 50%. Τέτοια φαινόμενα θα γίνονται όλο και πιο συχνά και πιο έντονα, εκτός εάν η ανθρωπότητα μειώσει δραματικά τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, και μάλιστα γρήγορα. Όπως συμβαίνει, ο βόρειος Ειρηνικός έχει καταρρίψει για άλλη μια φορά τα τελευταία χρόνια ρεκόρ , ίσως εν μέρει λόγω των κανονισμών του 2020 που μειώνουν την ποσότητα των αερολυμάτων που παράγονται από τα πλοία, τα οποία συνήθως ψύχουν τον πλανήτη αντανακλώντας την ενέργεια του ήλιου πίσω στο διάστημα.
Όπως και οι πιο άγριες ατμοσφαιρικές εκρήξεις θερμότητας, η έλλειψη ανέμου κατά τη διάρκεια των δύο γεγονότων έκανε τα πράγματα ακόμη χειρότερα. Συνήθως, αφού θερμανθεί το θαλασσινό νερό την άνοιξη και το καλοκαίρι, οι χειμερινοί άνεμοι πνέουν στην επιφάνεια, σπρώχνοντάς το προς τα εμπρός. Αυτό αναγκάζει τα βαθύτερα, πιο δροσερά νερά να ανέβουν ορμητικά προς τα πάνω για να γεμίσουν το κενό, διατηρώντας τη στήλη νερού πιο ομοιόμορφη, από άποψη θερμοκρασίας. Αυτό δεν συνέβη κατά τη διάρκεια και των δύο καυσώνων, και η θάλασσα παρέμεινε πιο στάσιμη, όπως συμβαίνει συνήθως αργότερα μέσα στο έτος.
Επειδή το θερμότερο νερό είναι λιγότερο πυκνό, παραμένει στην επιφάνεια, δημιουργώντας ένα είδος καλύμματος. «Στη συνέχεια, την επόμενη άνοιξη και το καλοκαίρι, αυτό το νερό είναι ακόμη θερμότερο, επειδή δεν δρόσισε τον προηγούμενο χειμώνα», δήλωσε η Mariana Bif, θαλάσσια βιογεωχημικός στο Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι και κύρια συγγραφέας της εργασίας. (Η Bif διεξήγαγε την έρευνα ενώ βρισκόταν στο Ερευνητικό Ινστιτούτο Ενυδρείου Monterey Bay.) «Έτσι, η επίδραση των θαλάσσιων κυμάτων θερμότητας ξεκινά στην ατμόσφαιρα και στη συνέχεια μεταφέρεται στον ωκεανό».
Τα δύο θερμαντικά γεγονότα δεν ήταν ισότιμα. Το πρώτο συνέπεσε με ένα Ελ Νίνιο - μια ζώνη ζεστού νερού στα ανοικτά των ακτών της Νότιας Αμερικής - που αύξησε ακόμη περισσότερο τις θερμοκρασίες στον βορειοανατολικό Ειρηνικό. Το δεύτερο είδε μια αξιοσημείωτη μείωση της αλατότητας λόγω αλλαγών στην κυκλοφορία των ωκεανών. Επειδή το νερό με χαμηλότερη αλατότητα είναι λιγότερο πυκνό, κρέμεται στην επιφάνεια, καθώς το πιο αλμυρό υλικό βυθίζεται. Αυτό ενίσχυσε περαιτέρω το ζεστό κάλυμμα.
Η έλλειψη χειμερινής αναταραχής σήμαινε επίσης ότι τα θρεπτικά συστατικά που συνήθως αντλούνται από βαθύτερα νερά είχαν αποκοπεί, στερώντας από το φυτοπλαγκτόν σε αυτό το «καλύμμα» τα στοιχεία που χρειάζονταν για να αναπτυχθούν. Μαζί, η υψηλή θερμότητα και τα χαμηλά θρεπτικά συστατικά στην επιφάνεια άλλαξαν εντελώς το περιβάλλον για τους οργανισμούς που ζούσαν και επεξεργάζονταν άνθρακα εκεί.
Αυτό μεταμόρφωσε το οικοσύστημα. Όπως τα φυτά στην ξηρά, έτσι και διαφορετικοί τύποι φυτοπλαγκτού χρειάζονται διαφορετικές ποσότητες θρεπτικών συστατικών και σε διαφορετικές αναλογίες. «Συνήθως, για παράδειγμα, σε περιοχές όπου υπάρχει αυτή η εξαιρετική ανάμειξη και τα εξαιρετικά θρεπτικά συστατικά, υπάρχει ένα σωρό μεγάλο φυτοπλαγκτόν που παράγει πολύ άνθρακα - πολλή βιομάζα», είπε η Μπιφ.
Καθώς οι συνθήκες άλλαζαν κατά τη διάρκεια των καυσώνων, ωφελήθηκαν τα μικρότερα είδη φυτοπλαγκτού. Αυτά χρειάζονταν λιγότερα θρεπτικά συστατικά για να ανθίσουν, επομένως πολλαπλασιάζονταν καθώς τα μεγαλύτερα είδη μειώνονταν. Και επειδή διαφορετικά είδη ζωοπλαγκτού τρέφονται με φυτοπλαγκτόν διαφορετικού μεγέθους, τα μικρότερα που έτρωγαν τα μικρότερα είδη ξαφνικά είχαν πολύ περισσότερη τροφή. «Αυτοί οι τύποι θα φτιάξουν μικρότερα σφαιρίδια κοπράνων, τα οποία θα επέπλεαν στο νερό περισσότερο παρά θα βυθίζονταν», είπε η Κέλογκ. «Έτσι, αυτό θα μπορούσε να συμβάλλει στη μείωση του άνθρακα που μετακινείται από την επιφάνεια στα βάθη του ωκεανού».
Επειδή οι ερευνητές είχαν πρόσβαση σε αυτά τα δεδομένα πάνω και κάτω στη στήλη του νερού, μπορούσαν να παρακολουθούν πώς βυθιζόταν όλος αυτός ο άνθρακας κατά τη διάρκεια των καυσώνων. Ή μάλλον, πώς δεν βυθιζόταν - επειδή η τουαλέτα άνθρακα του ωκεανού δυσλειτουργούσε. Στην πρώτη περίπτωση, τα σωματίδια άνθρακα συσσωρεύονταν σε βάθος 200 μέτρων, και στη δεύτερη, μεταξύ 200 και 200 μέτρων. Σε αυτές τις ζώνες, οι βοσκοί ζωοπλαγκτού συνέχισαν να μασούν τα σωματίδια, διασπώντας τα σε μικρότερα κομμάτια που δεν μπορούσαν να βυθιστούν. Στο δεύτερο θαλάσσιο κύμα καύσωνα, η αύξηση του ιδιαίτερα μικρού ζωοπλαγκτού σήμαινε μεγαλύτερη παραγωγή μικρότερων, μη βυθιζόμενων κοπράνων.
Όχι μόνο η τουαλέτα δεν απέδιδε σωστά τον άνθρακα, αλλά καθώς συνέχιζαν οι καύσωνες, προστίθεντο όλο και περισσότερα απόβλητα σε αυτά τα νερά. Αυτό έδωσε στα βακτήρια άφθονη οργανική ύλη για να διασπαστούν, προσθέτοντας CO2 πίσω στη θάλασσα. Τελικά, τα ρεύματα θα έφερναν αυτό το πλούσιο σε CO2 νερό πίσω στην επιφάνεια, όπου το αέριο μπορεί να απελευθερωθεί πίσω στην ατμόσφαιρα.
Τώρα οι επιστήμονες θα πρέπει να παρακολουθούν περισσότερα κύματα καύσωνα σε άλλα μέρη των ωκεανών του κόσμου για να δουν αν συμβαίνει το ίδιο και σε ποιο βαθμό αυτό μπορεί να περιορίζει την ικανότητα της θάλασσας να δεσμεύει άνθρακα. Ταυτόχρονα, το φυτοπλαγκτόν και το ζωοπλαγκτόν υποφέρουν από κρίσεις εκτός από τη θερμότητα, όπως η οξίνιση των ωκεανών που ενδεχομένως επηρεάζει την ικανότητα ορισμένων ειδών να αναπτύσσουν προστατευτικά κελύφη .
Αν υπάρχει λιγότερο φυτοπλαγκτόν, θα υπάρχει λιγότερο οξυγόνο που θα βγαίνει από τους ωκεανούς και λιγότερη τροφή για το ζωοπλαγκτόν που τρέφει κάθε είδους άλλα ζώα στη θάλασσα, συμπεριλαμβανομένων των φαλαινών. «Δίνοντας προσοχή σε ό,τι συμβαίνει στη βάση του τροφικού πλέγματος θα μας δώσει πολλές πληροφορίες», είπε η Štajner, «τόσο για το πώς τα πράγματα θα φτάσουν σε αυτά τα μεγαλύτερα θαλάσσια ζώα που μας ενδιαφέρουν, όσο και για πληροφορίες σχετικά με το κλίμα μας».
Ευτυχώς, με χιλιάδες πλωτά σκάφη Βιογεωχημικής Argo που συλλέγουν δεδομένα σε όλο τον πλανήτη, οι ερευνητές αποκτούν μια ολοένα και πιο σαφή εικόνα για το πώς αλλάζουν οι θάλασσες, και μαζί με αυτές και το φυτοπλαγκτόν. «Οι ωκεανοί έχουν ελλιπώς δειγματιστεί, έχουν ελλιπώς μελετηθεί», είπε η Bif. «Αλλά παίζουν κεντρικό ρόλο στο κλίμα. Δεν μπορούμε να κατανοήσουμε ότι δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε».
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα grist.org
https://grist.org/climate/the-ocean-is-a-carbon-toilet-marine-heat-waves-are-clogging-it/