Wykres zmian globalnej zawartości ciepła w oceanach (OHC) w okresie od 1955 do 2025 roku.

Oś pozioma: czas (lata). Oś pionowa: anomalia globalnej zawartości ciepła w oceanach do głębokości 2 km (tryliardy dżuli) względem średniej z okresu 1981-2010. Grubsza linia niebieska pokazuje roczne wartości anomalii, cienka linia szara – wartości miesięczne.

Wstawka w lewym górnym rogu dodatkowo pokazuje miesięczną zmienność tego samego wskaźnika w obrębie danego roku. Indywidualne linie obrazują kolejne lata (im ciemniejszy odcień, tym późniejszy okres). Linia czerwona z kropkami to wartości dla roku 2025.

Ponieważ oceany pochłaniają 95% dodatkowej energii pochodzącej z zaburzenia równowagi energetycznej planety, zmiana zawartości ciepła jest alternatywnym wskaźnikiem dla średniej temperatury globalnej, pozwalającym na lepsze monitorowanie antropogenicznej zmiany klimatu. Ponieważ cechuje się mniejszą międzyroczną zmiennością, rośnie niemal w monotoniczny sposób, i w roku 2025 wskaźnik ten osiągnał (po raz kolejny) rekordowo wysoki poziom.

Źródło: analiza IAP/CAS Chińskiej Akademii Nauk

Pan, Y., Cheng, L., Abraham, J. i in. Ocean Heat Content Sets Another Record in 2025. Adv. Atmos.

W ramach akcji „Wykres na dziś” publikujemy wykresy i inne wizualizacje dotyczące zagadnień związanych ze zmianą klimatu. Mamy nadzieję, że prezentowane przez nas dane stanowić będą punkt wyjścia do szerokiej i opartej na faktach dyskusji na temat globalnego ocieplenia oraz możliwości jego ograniczenia. Akcję prowadzimy we współpracy z Komitetem ds. Kryzysu Klimatycznego Polskiej Akademii Nauk.

Zobacz wszystkie wizualizacje.

Ten wpis sfinansowaliśmy ze środków finansowych pochodzących z 1,5% podatku dochodowego od osób fizycznych przekazanych Fundacji Edukacji Klimatycznej. Dziękujemy!

The post Zmiana zawartości ciepła w oceanach w ostatnich 70 latach appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Rozmowa o oceanach w kontekście ochrony klimatu najczęściej skupia się na tym, jak wiele „nadmiarowego” ciepła pochłaniają. I faktycznie jest to imponująca ilość, bo trafia do nich ponad 90% energii, której przybywa na Ziemi w związku z nasilaniem się efektu cieplarnianego.

Środowisko morskie jest jednak ogromnym sprzymierzeńcem ludzkości również pod innym względem, o którym mówi się o wiele rzadziej. Jak podkreślają naukowcy z Instytutu Oceanologii, to ono pochłania 25% CO₂, który jest emitowany do atmosfery w wyniku działalności człowieka. Jednocześnie morza i oceany są też największym rezerwuarem węgla na świecie. Wartość usług środowiskowych związanych z pochłanianiem CO₂ wyceniana jest na bilion dolarów rocznie, co odpowiada mniej więcej 1% globalnego PKB.

Choć dzięki dekadom badań mamy już ogólną wiedzę, że oceany odgrywają kluczową rolę w stabilizacji klimatu, wciąż wiele fundamentalnych pytań czeka na odpowiedzi. Jak dokładnie przebiegają procesy w ramach tzw. biologicznej pompy węglowej w oceanach (BCP – z ang. Biological Carbon Pump), której zawdzięczamy tak wiele? Jak zmiany w ocieplającej się najszybciej Arktyce wpłyną na ekosystemy morskie na całym świecie, a przez to globalny obieg węgla? Jak mocno zmiana klimatu odmieni strefy przybrzeżne i jaki będzie tego skutek?

Tymi i innymi zagadnieniami zajmują się naukowcy związani z Instytutem Oceanologii Polskiej PAN w Sopocie. Jeden z nich jest też koordynatorem międzynarodowych działań w zakresie monitorowania zmian w obiegu węgla w oceanie. Choć polski wkład w zrozumienie roli oceanów dla klimatu jest ogromny, świadomość o tym zdaje się być znikoma. Tym artykułem chcemy się przysłużyć temu, by ją zwiększyć.

Zrozumieć „pompę biologiczną”

Od ogromnych płetwali po maleńki plankton – przeróżne organizmy biologiczne żyjące w oceanie kontrolują pobieranie i magazynowanie węgla w różnych formach (w tym CO₂). Jak dokładnie przebiegają te procesy, próbuje ustalić  grupa około 120 naukowców z wiodących uniwersytetów i instytutów badawczych z 14 europejskich krajów. Prace powstałego w tym celu konsorcjum prowadzone są w ramach pięcioletniego unijnego projektu OceanICU. Koordynatorem części prac jest dr Maciej Telszewski z Instytutu Oceanologii PAN.

„Sama zmiana klimatu, podobnie jak próba jej ograniczenia i adaptacji do niej, oznaczają koszty – te, które już ponosimy, ale przede wszystkim te, które poniesiemy. Bardzo trudno oszacować, jak duże koszty to będą. Wiadomo jednak, że dzięki „pompie biologicznej” i pobieraniu 25% emitowanego przez nas dwutlenku węgla, oceany pozwalają zaoszczędzić nam mniej więcej bilion dolarów rocznie” – wyjaśnia dr Telszewski w rozmowie z „Nauką o klimacie”.

Prace nad zrozumieniem obiegu węgla w środowisku morskim trwają co najmniej od lat 90. XX w. Obecnie monitoring zachodzących w oceanach procesów dokonywany jest za pomocą 45 milionów punktów pomiarowych na powierzchni oceanu i prawie 1,5 miliona punktów pomiarowych w jego głębi. Ale w większości są to pomiary fizyko-chemiczne i tylko nieznaczna ich część pozwala zbadać rolę „pompy biologicznej”.

Projekt OceanICU stanowi więc kolejną część ważnych działań realizowanych od dekad. „W jego ramach grupy naukowców dokonują pomiarów poprzez obserwacje na statkach, pławach i innych platformach. To dziesiątki rejsów badawczych i setki dni badawczych na oceanie w ciągu 4 lat trwania projektu” – opowiada dr Telszewski.

Winda w głąb oceanu

Wspomnianą „pompę biologiczną” równie dobrze można wyobrazić sobie jako windę. Na najwyższym poziomie procesy fizykochemiczne sprawiają, że CO₂, podobnie jak inne gazy, rozpuszcza się w wodzie. Później dochodzi do szeregu reakcji w ramach całego łańcucha pokarmowego (troficznego), przekierowujących ten węgiel z cząsteczek CO₂ na niższe poziomy (większa głębokość).

Rozpuszczona w wodzie cząsteczka dwutlenku węgla zostaje zaabsorbowana przez fitoplankton (drobne organizmy roślinne) w powierzchniowej wodzie morskiej, czyli tam, gdzie dociera światło, i zamieniona w związki organiczne (węgiel organiczny). Fitoplankton, a tym samym tworzący go węgiel organiczny, jest zjadany przez drobne organizmy zwierzęce, a te – przez większe, od ryb po walenie. I tak oto węgiel z tej cząsteczki CO₂ rozpuszczonej w wodzie powierzchniowej wędruje wraz z kolejnymi organizmami w łańcuchu pokarmowym. Z kolei, gdy różne organizmy obumierają, część zakumulowanego w nich węgla opada wraz z nimi na dno, trafiając do osadów morskich. W ten sposób zostaje on wyłączony z globalnego obiegu i w pewnym sensie wychwycony przez środowisko morskie, co zmniejsza koncentrację CO₂ w atmosferze.

„Duża część organizmów morskich działa niczym winda, która bardzo szybko przetransportowuje węgiel w głąb kolumny wody lub na dno. Co prawda nie zostanie on tam na zawsze, ale zanim wróci z powrotem do obiegu minie – w zależności od miejsca na Ziemi – od kilkudziesięciu do kilkuset, a nawet kilku tysięcy lat. Z perspektywy wyzwań klimatycznych, przed jakimi stoi ludzkość, to naprawdę znaczący czas” – wyjaśnia dr Artur Palacz, kolejny z badaczy sopockiego instytutu naukowego.

I dodaje: „Obecnie oceany pochłaniają 25% CO₂ pochodzącego z działalności człowieka. Ale jak będzie to wyglądać w przyszłości, jeżeli emisje cały czas będą rosnąć, a funkcjonowanie ekosystemów będzie się zmieniać również na skutek odławiania ryb, waleni czy innych organizmów? I jak zmieniające się zależności ekologiczne i fizykochemiczne w oceanie wpłyną na obieg znajdującego się w nim węgla? Czyli pytając inaczej: czy te 25% zostanie zachowane, bo różne procesy wciąż będą utrzymywać równowagę, czy jednak zostaną zachwiane na tyle, że ocean przestanie być naszym sprzymierzeńcem w walce ze skutkami emisji CO₂? To pytania, które sobie zadajemy i na które poszukujemy odpowiedzi.”

Największy rezerwuar węgla

Badacze z Instytutu Oceanologii PAN podkreślają, że tylko skrupulatne, długoterminowe i systematyczne obserwacje środowiska morskiego pozwalają zdobyć informacje, które zainteresują znacznie szersze grono odbiorców. Pozyskiwane dane z mórz i oceanów i innych ekosystemów na Ziemi stanowią bowiem podstawę nie tylko do zrozumienia obecnych i przewidzenia przyszłych zmian. Są też niezbędne, abyśmy dowiedzieli się, jakie mechanizmy związane z oceanami mogą zdestabilizować życie na Ziemi i jakie są najlepsze sposoby, by związane z tym ryzyka ograniczać.

Co to wszystko oznacza? Że prace w ramach OceanICU mają przynieść konkretne korzyści. Lepsze zrozumienie „pompy biologicznej” to lepsze modelowanie klimatu, a lepsze modelowanie klimatu to możliwość podejmowania lepszych działań adaptacyjnych i ograniczających zmianę klimatu. Projekt nieprzypadkowo jest więc finansowany przez UE – decydenci chcą, by pomógł im w podejmowaniu lepszych decyzji umożliwiających osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 r., co jest ogólnounijnym celem.

„Globalnie oceany pochłaniają 25% CO₂, ale jednocześnie stanowią największy rezerwuar węgla na kuli ziemskiej. I jest to ilość wielokrotnie większa niż w środowisku lądowym, w paliwach kopalnych czy w atmosferze. Zrozumienie tego, co dzieje się w oceanach, jest więc naprawdę kluczowe. Zwłaszcza że oceany nie są ekosystemem lądowym, który można łatwo oddzielić, jak las i pustynię.

Oceany to jest system naczyń połączonych, który wymaga skoordynowanych działań i przedsięwzięć globalnych. Bardzo nas cieszy, że instytut odgrywa więc kluczową rolę w dokonywaniu i koordynowaniu tych przeróżnych obserwacji” – mówi dr Palacz, zaangażowany również w dwa inne projekty finansowane ze środków unijnych, BioEcoOcean oraz SEA-Quester.

Arktyki problem z satelitami

Celem projektu SEA-Quester jest zrozumienie tego, jak postępujące globalne ocieplenie zmieni      regiony polarne – i do czego może to doprowadzić. Również w kontekście „pompy biologicznej”, ale nie tylko.

„Ocean to nie studnia bez dna. Gdy dwutlenek węgla do niego wpada, to nie znika w nim bez śladu. To wszystko ma swoje szerokie konsekwencje” – tłumaczy dr Palacz. 

Projekt SEA-Quester koncentruje się na badaniu zmian zachodzących w Arktyce. To ważne miejsce, bo nie dość, że w istotny sposób wpływa na klimat na Ziemi, to jeszcze ociepla się cztery razy szybciej od światowej średniej. Mimo to z różnych przyczyn wiemy o nim, podobnie jak o Antarktydzie, znacznie mniej niż o innych obszarach.

„Śledząc zmiany klimatyczne w oceanie w skali globalnej bardzo mocno opieramy się na metodach teledetekcji. Dzięki satelitom możemy uzyskać jednocześnie obraz wielu parametrów na powierzchni niemalże całego oceanu, i to w wysokiej rozdzielczości. W rejonach polarnych jest to jednak bardzo utrudnione. Przez kilka miesięcy w roku jest tam ciemno, a większość czujników satelitarnych polega na odbiorze światła odbijającego się od powierzchni wody. Z kolei w miesiącach letnich duże zachmurzenie również blokuje odbiór sygnału. Jednocześnie chcemy mieć pewność, że to, co widzi satelita, odpowiada rzeczywistości w wodzie. W związku z tym potrzebujemy całkiem sporej ilości pomiarów dokonanych ręcznie z pokładu statku – w tym samym czasie i miejscu, co uzyskane zdjęcie satelitarne. Biorąc pod uwagę, jak trudne warunki pogodowe i logistyczne ograniczają ilość rejsów badawczych w rejonach polarnych, takie pomiary są na wagę złota”- wyjaśnia dr Palacz.

Jednym z ważnych celów projektu SEA-Quester jest skompletowanie jak największej ilości danych, które można zestawić z pomiarami satelitarnymi. Pozwoli to na zbudowanie w następnym kroku nowych, ulepszonych algorytmów satelitarnych, które umożliwią lepszy monitoring zmian w środowisku morskim w rejonach polarnych. W tym celu naukowcy z IO PAN współpracują nie tylko z wieloma ośrodkami naukowymi w Europie, Ameryce Północnej i Azji, ale również wykonują zadania dla Europejskiej Agencji Kosmicznej, stając się jednym z liderów w tej dziedzinie nauki.

Zrozumieć cały ekosystem

Kierownikiem naukowym niezwykle cennego rejsu badawczego przeprowadzonego z partnerami zagranicznymi i poświęconego tej tematyce był dr hab. Karol Kuliński, profesor Instytutu Oceanologii PAN. Celem było zmierzenie w trakcie tej jednej ekspedycji możliwie wielu parametrów fizyko-chemicznych i  biologicznych, które pozwoliłyby zobrazować cały obieg węgla dla konkretnego fiordu na Spitsbergenie.

Wybrano fiord, który jest bardzo zróżnicowany – jedna jego część znajduje się pod silnym wpływem uchodzącego do niej lodowca, a druga to obszar, który lodu jest już pozbawiony. W ten sposób badacze mogą dokonać analizy zmian w morskim obiegu węgla, jakie mogą się pojawić w Arktyce w przyszłości, gdy topniejące lodowce będą coraz słabiej oddziaływać na obszary przybrzeżne.

Wnioski z pracy naukowców na Spitsbergenie będą ważne ze względu na topnienie nie tylko lodowców, lecz także wieloletniej zmarzliny, która gromadzi ogromne pokłady węgla organicznego. „Potencjalnie ten ładunek może trafiać do atmosfery, wzmacniając zmianę klimatu poprzez podnoszenie stężenia CO₂ i metanu. Z drugiej strony zmniejszający się zasięg lodu morskiego i cofające się lodowce odsłaniają nowe ekosystemy, które mają jeszcze niezbadaną zdolność pochłaniania węgla. Mamy więc procesy, które działają w dwóch kierunkach, a ich bilans sumaryczny jest nie do końca poznany. Próbujemy go ustalić” – tłumaczy naukowiec.

I to właśnie na tym skupia się PROSPECTOR, czyli kolejny z projektów oceanicznych finansowany przez Narodowe Centrum Nauki, a koordynowany przez Instytut Oceanologii PAN.

„Arktyka ociepla się cztery razy szybciej niż średnia globalna, a zmiany tam zachodzące są najszybsze i najbardziej widoczne. Te zmiany są na tyle duże, że doprowadzają do przekształcenia obecnych i powstawania nowych ekosystemów. Wpływają one na to, jak wydajnie te wody mogą pochłaniać dwutlenek węgla” – tłumaczy prof. Kuliński „Nauce o Klimacie”.

Warto mieć przy tym na uwadze, że Arktyka pochłania go przez cały rok. A wiadomo to m.in. dzięki badaniom Instytutu Oceanologii PAN. „Woda jest niedosycona w stosunku do atmosfery, więc cały czas mamy do czynienia z pochłanianiem CO₂ z powietrza. W umiarkowanych szerokościach geograficznych do pochłaniania dochodzi głównie w okresie letnim, podczas gdy zimą – gdy nie ma wegetacji – jest ono znacznie mniejsze lub wręcz wody stają źródłem CO₂. W tym kontekście Arktyka działa bardzo wydajnie i pochłania CO₂ przez cały rok. Chcemy zbadać, czy zmiana klimatu może to zmienić” – wyjaśnia prof. Kuliński.

Jak opowiada naukowiec, wymierną korzyścią z prac w obszarach polarnych ma być połączenie wniosków z różnych dziedzin. Biolodzy, fizycy czy chemicy koncentrują się na analizie wybranych elementów układanki, które w oczywisty sposób są im znane. Sami nie są jednak w stanie ocenić wszystkich procesów, jakie zachodzą w morzach i oceanach.

„Dość unikalną rzeczą jest więc to, że różne projekty, w które zaangażowane jest nasz instytut, mają posłużyć koordynacji działań również pod tym względem. Nie chcemy zrozumieć pojedynczego procesu. Chcemy zrozumieć, jak działa ekosystem jako całość. Tylko to pozwoli nam osiągnąć efekt, na którym nam zależy, czyli obliczyć przepływy dwutlenku węgla w oceanie i poznać co się z nim dzieje” – mówi prof. Kuliński.

Oceaniczny Dziki Zachód

Naukowcy z Instytutu Oceanologii PAN zwracają przy tym uwagę, jak ważna jest standaryzacja pomiarów. W przypadku węgla nieorganicznego, a więc m.in. CO₂ emitowanego na skutek spalania węgla, wspólnota naukowa wypracowała przez dekady dość jasne metody pomiarowe. Są one dobrze opisane i możliwe do zastosowania w wielu rejonach.

„Jeśli mówimy o biologii, to tu w dalszym ciągu mamy do czynienia trochę z Dzikim Zachodem. Poszczególne instytucje i poszczególni naukowcy dokonują pomiarów w mało skoordynowany czy ustandaryzowany sposób. To jedna z największych przeszkód na drodze do lepszego zrozumienia zachodzących w oceanach procesów. Realizowane obecnie projekty takie jak BioEcoOcean mają spróbować tę przeszkodę, jeśli nie wyeliminować, to przynajmniej znacząco zmniejszyć” – opowiada dr Palacz.

Osobną kwestią pozostaje dostęp do danych.

„W dziedzinie fizyki czy chemii morza dzielenie się danymi jest prawie normalnością. W przypadku biologii ekosystemów morskich ciągle mamy problemy z udostępnianiem zbieranych danych. To olbrzymie wyzwanie” – twierdzi naukowiec.

Dlatego Instytut Oceanologii postanowił zadziałać także i na tym polu. Jednym z założeń projektu BioEcoOcean jest tzw. data mining, czyli odkopywanie dawnych danych w celu ich szerszego udostępnienia. „Aktualnie publikujemy bazy danych z ostatnich ponad 20 lat badań. Umożliwią one całej wspólnocie naukowej bezprecedensowy dostęp do informacji, które pozwolą na zbudowanie nowych algorytmów i usprawnienie tych już istniejących” – informuje dr Palacz.

Bez precedensu

Każdy z wymienionych w tym tekście naukowców zaangażowany jest w przynajmniej dwa z      przedstawionych projektów. Można więc powiedzieć, że w pewien sposób system naczyń połączonych stanowią nie tylko oceany, lecz także badacze, którzy się nimi zajmują. Zaangażowanie w różne inicjatywy nie tylko pogłębia ich wiedzę, ale i sprawia, że na jeden element oceanicznej układanki spogląda się z wielu stron.

„Przepływ wiedzy i wyników powstałych z analiz jednego projektu naukowego ma więc w rezultacie bezpośredni i natychmiastowy wpływ na to, co się dzieje w drugim. Tak jest i tak być powinno, również z perspektywy Komisji Europejskiej” – wyjaśnia dr Telszewski.

Wspólnym mianownikiem dla wszystkich wymienionych projektów współrealizowanych i/lub koordynowanych przez Instytut Oceanologii PAN jest próba odpowiedzi na krytyczne luki wiedzy dotyczące obiegu węgla w oceanie. Warto przy tym podkreślić, że placówka ta jest zaangażowana w związane z tym prace praktycznie na każdym możliwym poziomie. Czyli od prowadzenia i koordynowania badań, przez łączenie ustaleń naukowców z różnych dziedzin, na rozwoju lepszych technologii badawczych i komunikacji z decydentami kończąc. 

Sam dr Telszewski, będący koordynatorem prac w ramach OceanICU, jest też dyrektorem w International Ocean Carbon Coordination Project (IOCCP). To realizowany już od dwóch dekad międzynarodowy program, który kładzie nacisk na zrozumienie procesu obiegu węgla w oceanie. IOCCP koordynuje działania poszczególnych grup badawczych na świecie, jak również reprezentuje środowisko naukowe w czasie rozmów i przy podejmowania decyzji w takich agendach ONZ jak Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) i Międzyrządowa Komisja Oceanograficzna (wchodzi w struktury UNESCO).

„Choć jesteśmy stosunkowo małym instytutem badawczym, to robimy w nim rzeczy bez precedensu, w znakomicie skoordynowany sposób i istotne w skali globalnej” – ocenia prof. Kuliński.

Wesprzeć jak prognozy pogody

Naukowcy z Instytutu Oceanologii mają przy tym nadzieję, że wysiłki ich i tysięcy innych badaczy doprowadzą do zmiany podejścia decydentów. Ich zdaniem badania związane z monitorowaniem procesów zachodzących w oceanach nie powinny być realizowane w ramach kilkuletnich projektów i niepewnych dofinansowań. Zamiast tego należy przeznaczyć na nie stabilne finansowanie, które zapewni możliwość realizowania badań i prowadzenia obserwacji w sposób trwały, cykliczny i ustandaryzowany oraz niezależny od politycznych uwarunkowań.

„Trudno sobie wyobrazić, że dziś nagle stracilibyśmy możliwość poznania prognozy pogody na najbliższe dni. Ale to, że dziś każdy z nas może w łatwy sposób sprawdzić ją w telefonie, jest efektem wielu dekad pracy niezliczonej liczby naukowców, którzy mieli instytucjonalne wsparcie. Dzięki temu mogli przez lata zbierać dane, dokonywać analiz i uskuteczniać modele. W przypadku badań mórz i oceanów wciąż na taką możliwość czekamy, choć jak widać zrozumienie ich roli jest dla naszej przyszłości niezwykle ważne” – podsumowuje dr Telszewski.

Naukowcy z Polski liczą też na to, że wciąż będą mogli dokonywać pomiarów i prowadzić badania z polskiego statku badawczego. Oceania to statek niezwykle ważny dla polskiej oceanografii, ale i bardzo wysłużony. Ma ponad 40 lat, a jej żywotność się kończy.

„Jeżeli chcemy prowadzić badania na wysokim poziomie. które są dostrzegane w skali i europejskiej i globalnej, to potrzebujemy do dyspozycji odpowiednie narzędzia. A narzędzia w postaci statku badawczego nie zdobędzie się w projekcie naukowym. To muszą być decyzje polityczne” – zauważa prof. Kuliński.

I podsumowuje: „Cieszymy się więc, że w ubiegłym roku władze krajowe postanowiły ostatecznie przekazać dofinansowanie na kontynuowanie działania Oceanii. Warto jednak, abyśmy myśleli o badaniach morskich i polskiej obecności na morzach i oceanach strategicznie. Jeśli chcemy utrzymać się w światowej czołówce badań oceanograficznych, to potrzebujemy nowego statku badawczego z odpowiednim zapleczem technicznym i logistycznym oraz finansowymi mechanizmami jego utrzymania w przyszłości.”

The post Morza i oceany pochłaniają 25% światowych emisji CO2. Naukowcy z Polski są kluczowi dla zrozumienia ich roli appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Magazyny węgla w głębinach

Aby je oszacować, trzeba uwzględnić wiele czynników, często słabo zbadanych. Wiadomo, że osady morskie są ważnym magazynem materii organicznej w skalach geologicznych i ważną częścią globalnego cyklu węglowego i tlenowego. W wierzchniej, 1-metrowej warstwie osadów zawarte jest ok. 2300 miliardów ton organicznego węgla (GtC) – niemal 2 razy tyle ile w podobnej warstwie w glebach na lądach. 80% tego morskiego magazynu położone jest w głębinach. Zgromadzony tam węgiel może pozostawać odcięty od szybkiego cyklu węglowego przez setki, tysiące a nawet miliony lat – pod warunkiem, że osady pozostają nienaruszone (Atwood i in., 2020, Hilmi i in., 2021).

Gdy zostaną wzburzone część materii organicznej w nich zawartej trafia z powrotem do wody, gdzie może ulec mineralizacji, czyli rozkładowi substancji organicznych do prostych związków nieorganicznych. Jednym ze związków nieorganicznych jest CO₂. Dalszy los tego CO₂ zależy od tego, na jakiej głębokości następuje wzburzenie osadów. Gdy dzieje się to na głębokościach poniżej 1000 m, to nie ma to większego wpływu na obecne stężenie CO₂ w atmosferze. Wody głębinowe (czyli znajdujące się poniżej termokliny, średnio poniżej 1000 m) są bowiem wynoszone bliżej powierzchni, gdzie mogą uwolnić CO₂ do atmosfery, w cyklach trwających setki czy tysiące setek lat. Inaczej wygląda sytuacja, gdy mącenie osadów następuje na mniejszych głębokościach jak np. przy połowach ryb włókami dennymi (trałowanie) – CO₂ uwolniony z płycej położonych osadów może szybko trafić do atmosfery. Przyczynia się to do zwiększenia zawartości CO₂ w atmosferze – roczne emisje z trałowania są mniej więcej równe emisjom z lotnictwa. Można się spodziewać, że podobnie będzie przy eksploatacji złóż położonych na szelfach kontynentalnych, których dno znajduje się średnio 100-200 m od powierzchni wody (zobacz też: Niebieski węgiel („blue carbon”), czyli pochłanianie CO₂ przez przybrzeżne ekosystemy) (Atwood i in., 2020, Orcutt i in., 2020).

Jakie złoża kryją morskie głębiny?

1) Na szelfach kontynentalnych znajdują się m.in. złoża diamentów i fosforanów. Blisko wybrzeży można też pozyskiwać piasek i eksploatować m.in. złoża soli, węgla czy uranu.

2) W czynnych i wygasłych kominach hydrotermalnych można znaleźć siarczki zawierające srebro, złoto, miedź, mangan czy cynk.

3) Wiele podmorskich gór jest pokrytych bogatymi w kobalt skorupami żelazowo-manganowymi.

4) Pod ubogimi w składniki pokarmowe wodami tworzą się pola konkrecji polimetalicznych (są to mineralne bryły powstałe wskutek stopniowego narastania minerałów wokół jakiegoś obiektu) zawierające m.in. metale ziem rzadkich oraz kobalt, nikiel czy miedź. 

5) Blisko wybrzeży wydobywa się też piasek, szacunkowo jest to ok. 4-8 miliardy ton rocznie.

Według obecnych szacunków na dnie znajduje się ok. 38 mln km² z konkrecjami, 3,2 mln km² z siarczkami (w aktywnych i nieaktywnych kominach) i ok. 1,7 mln km² skorup żelazowo-manganowych na podmorskich górach. Część tych złóż znajduje się na obszarach wyłącznych stref ekonomicznych państw, ale większość na wodach międzynarodowych*. Kopalnie są planowane głównie w pobliżu kominów hydrotermalnych i na terenach złóż konkrecji polimetalicznych na głębokościach od 1400 do 3700 metrów pod powierzchnią (Orcutt i in., 2020, IUCN Marine News nr 17, 2022).

Ryzyka dla unikalnych ekosystemów

Górnictwo będzie jednak niszczyć dno morskie w dużo większym stopniu niż trałowanie. W wielu przypadkach usuwane będą całe warstwy podłoża czy skał. Oznacza to nie tylko mącenie osadów, ale także znaczne zmiany w morskich ekosystemach, w tym takie, które wpłyną na sekwestrowanie w nich organicznego węgla (Orcutt i in., 2020).

Przykładowo osady na polach konkrecji polimetalicznych zawierają bardzo mało materii organicznej (<0,5%) i jest ona mocno przetworzona, więc średnio dostępna do mineralizacji przez mikroorganizmy. Mącenie ich nie będzie miało więc obecnie większych bezpośrednich skutków klimatycznych. Ekosystemy z polami konkrecji – ekosystemy osadów głębin (ang. deep-ocean sediment (DOS) ecosystems) – są jednak jednymi z najsłabiej poznanych, choć pokrywają ponad połowę obszaru Ziemi. Wiadomo, że są bardzo zróżnicowane gatunkowo, a organizmy w nich żyjące – z których wiele jeszcze nie zostało odkrytych – odgrywają ważną rolę w obiegu składników odżywczych (np.. azotu) i sekwestracji węgla (Orcutt i in., 2020, Paulikas i in., 2020, Jones i in., 2021, Amon i in., 2022, Hanz i in., 2022).

Eksploatacja tych miejsc będzie oznaczała zagładę związanych z nimi zwierząt czy bakterii, w tym wiążących rozpuszczony w wodzie CO₂. Ekosystemy DOS nie mają właściwie szansy się odtworzyć, gdyż same konkrecje tworzą się przez tysiące a nawet miliony lat.

W przypadku innych złóż można spodziewać się podobnego negatywnego oddziaływania górnictwa. Przykładowo w aktywnych kominach hydrotermalnych żyją mikroorganizmy, które rozkładają metan do CO₂. Zniszczenie tych siedlisk może spowodować większe emisje metanu do wód morskich, czego konsekwencje są bardzo słabo zbadane. Zmniejszy się także przetwarzanie innych gazów np. bardzo szkodliwego dla zwierząt siarkowodoru (H₂S), co będzie wpływać na żywe organizmy powodując różne zaburzenia w środowisku głębin morskich, w tym w obiegu organicznego węgla (Orcutt i in., 2020, Amon i in., 2022).

Chmury

osadów

Maszyny wydobywcze jeżdżące po dnie morskim będą zabijać żyjące tam organizmy, a chmury wzbijanych osadów będą utrudniać wielu zwierzętom odżywianie czy komunikację. Problemem jest także hałas i zanieczyszczenia. Negatywne oddziaływanie będzie obejmować obszar nawet 3 razy większy od bezpośrednio eksploatowanego oraz wiele dziesiątek czy setek metrów kolumny wody powyżej. Wielu naukowców uważa, że wrażliwe habitaty głębin zostaną w ten sposób bezpowrotnie zniszczone. Badania na małą skalę dotyczące zbierania konkrecji pokazały, że funkcje ekologiczne objętych tym fragmentów dna były nadal zaburzone po 2-4 dekadach od ustania działań wydobywczych. Przykładowo na jednym z obszarów w strefie Clariona-Clippertona ślady po maszynach były widocznie po 26 lat od eksperymentalnego wydobycia, a różnorodność i masa nicieni wciąż była mniejsza niż w okolicy (Miller i in., 2018, Amon i in., 2022, IUCN Marine News nr 17, 2022).

Podobne duże zniszczenia dna mają miejsce w przypadku intensywnego trałowania i badania pokazują, że w takich miejscach następuje duży i długotrwały spadek bioróżnorodności – zarówno liczby gatunków jak i wielkości populacji. Niektóre gatunki mogą nie mieć praktycznie w ogóle szansy powrócić w dane miejsce np. przytwierdzone do podmorskich gór koralowce rosną bardzo wolno (kilka mikrometrów do ok. 1 mm rocznie), a duże osobniki mogą mieć nawet tysiące lat. Ich zniszczenie będzie więc w dużej mierze bezpowrotne.

Podmorskie góry są też często ważnym miejscem rozrodu ryb czy bezkręgowców, więc wydobywanie skorup może wpłynąć pośrednio na wiele gatunków zwierząt żyjących przy dnie. Przykładowo analizy przeprowadzone w rok po testowym pozyskiwaniu przez Japonię bogatych w kobalt skorup na podmorskiej górze Takuyo-Daigo pokazały, że ilość krewetek i ryb na jednostkę powierzchni zmniejszyła się w tym regionie ok. 40-50% w stosunku do czasu przed eksploatacją (zobacz też: Rafy koralowe – czy któreś przetrwają globalne ocieplenie?) (Miller i in., 2018, Orcutt i in., 2020, Amon i in., 2022, Washburn i in., 2023).

Zanieczyszczona woda

Obecna technologia wydobycia zakłada przemieszczanie materiału z dna na statki. Materia organiczna z osadów wynoszona w ten sposób na powierzchnię może się utlenić, co też będzie niewielkim źródłem emisji CO₂ (przykładowo w badaniu zespołu Dainy Paulikas oszacowano to na ok. 27 g CO₂ na tonę wilgotnych konkrecji). Pobrana z urobkiem woda, w której po przetworzeniu materiału znajdują się drobne fragmenty skał, chemikalia czy cząsteczki różnych substancji zawartych w skałach, jest zrzucana z powrotem do oceanu. Formuje to zawiesinę negatywnie wpływającą na morskie zwierzęta – podobnie jak wzbijane z dna chmury osadów. W regionach wydobycia minerałów mogą więc spaść połowy ważnych gospodarczo gatunków takich jak tuńczyki. Ryby są też elementem krążenia węgla w oceanach, więc zmiany wielkości ich populacji czy zachowania będą miały określone konsekwencje (więcej o rybach w kontekście krążenia węgla możesz przeczytać tutaj: 5 przykładów tego, jak wymieranie zwierząt dokłada się do ocieplania Ziemi) (Paulikas i in., 2020 , Amon i in., 2022, Amon i in., 2023, Bisson i in., 2023).

Emisje z mazutu

Największe emisje gazów cieplarnianych w przypadku górnictwa podmorskiego wiążą się z wykorzystaniem maszyn i transportem (paliwo). W przypadku wydobycia konkrecji w strefie Clariona-Clippertona, przy rocznej produkcji 3 mln ton suchej masy, wynosiłyby one szacunkowo ok. 82 600 – 482 000 t CO_2e (czyli maksymalnie nieco więcej niż 1/9 emisji Polski). Statki operujące na otwartym morzu najczęściej jako paliwa używają mazutu. Jego spalaniu towarzyszą nie tylko emisje CO₂ ale także CH₄, N₂O i zanieczyszczeń typu tlenki azotu, tlenki siarki, tlenek węgla, lotne związki organiczne i pyły zawieszone, które przyczyniają się do ocieplenia klimatu, zakwaszenia i tworzenia ozonu przygruntowego. Aerozole ze spalin statków wpływają również na formowanie niskich chmur, co może mieć niewielki (chłodzący) wpływ na klimat (Heinrich i in., 2020, Righi i in., 2023).

Wydobywać czy chronić?

Obecnie około 1,5 miliona km² (rozmiar Mongolii) obszaru międzynarodowego dna morskiego* zostało przeznaczone do eksploracji. Większość z tego w bogatej w złoża strefie Clariona-Clippertona na Pacyfiku. Międzynarodowa Organizacja Dna Morskiego (ISA) wydała już ponad 30 koncesji poszukiwawczych. W jednym z konsorcjów ma udział także Polska. Jednocześnie ISA pracuje nad regulacjami dotyczącymi górnictwa głębinowego, które umożliwią eksploatację tych złóż (mają powstać do 2025 r.). Istnieje jednak wiele obaw, że zbyt duża presja wywierana przez firmy na ISA może spowodować pominięcie w tym procesie ważnych kwestii środowiskowych.

Naukowcy, a także organizacje takie jak Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody uważają, że do czasu zbadania wszelkich ryzyk związanych z górnictwem powinno obowiązywać moratorium na prace na dnie oceanów. Brak wiedzy na temat ekosystemów w głębinach utrudnia bowiem chociażby ustanowienie skutecznych środków ich ochrony czy przewidywanie i łagodzenie długoterminowych skutków wydobycia. Przykładowo wszystkie 11 znanych, aktywnych kominów hydrotermalnych w północnej części Grzbietu Środkowo-Atlantyckiego zostało przeznaczone do eksploracji, chociaż spełniają one wiele kryteriów do objęcia ochroną takich jak unikalność, rzadkość, ważne siedlisko zagrożonych gatunków itd. (Amon i in., 2022, IUCN Marine News nr 17, 2022).

Pierwsze kopalnie

ISA reguluje tylko kwestie związane z wydobyciem na obszarach wód międzynarodowych. Oznacza to, że poszczególne państwa mogą działać na terenie swoich wyłącznych stref ekonomicznych bez zezwoleń ISA. Kilka państw prowadziło już testowe działania (np. Japonia, Papua-Nowa Gwinea), a część szykuje się do tego. Przykładowo Norwegia wyznaczyła na ten cel ok. 280 tys km² (mniej więcej wielkość terytorium Włoch). Zajęcie się tematem górnictwa podmorskiego staje się więc coraz pilniejsze. Naukowcy zwracają uwagę, że jeśli eksploatacja na większą skalę rozpocznie się, trudno będzie ją zatrzymać, gdyż zainwestowane zostaną ogromne środki, które będą „musiały się zwrócić” (Amon i in., 2022).

Dotychczasowe wydobycie na małą skalę nie daje pełnej odpowiedzi co do wpływu na środowiskowo przy dużej skali. Poważnym problemem dotyczącym górnictwa podmorskiego jest również odpowiedzialność za szkody środowiskowe powstające w głębinach mórz, począwszy od tego na przykład kto i jak miałby je monitorować. Nie wiadomo też jak skutecznie odtwarzać ekosystemy głębin, tym bardziej, że wiele z nich powstawało tysiące czy miliony lat (Miller i in., 2018, Orcutt i in., 2020).

Część badań pokazuje, że emisje związane z wydobywaniem i przetwarzaniem metali ze złóż podmorskich mogą być w niektórych sytuacjach mniejsze od emisji z kopalni na lądach, inne – że jest odwrotnie. Problemy związane z ograniczaniem szkód na dnie morskim, odtwarzaniem ekosystemów itp. są jednak nieporównywalne do sytuacji z obecnie istniejącymi konwencjonalnymi kopalniami. Do tego ciągle istnieje zbyt mało danych aby oszacować całkowity „klimatyczny” wpływ górnictwa głębinowego. Z tych wszystkich powodów naukowcy podpisani pod stanowiskiem Rady Naukowej Akademii Europejskich uważają, że przedstawianie górnictwa podmorskiego jako mniej emisyjnego czy mniej szkodliwego od lądowego jest wprowadzaniem ludzi w błąd (Fritz i in., 2023, stanowisko EASAC, 2023).

W dobie kryzysu klimatycznego i zaniku bioróżnorodności zasadne więc wydaje się pytanie stawiane przez część naukowców czy warto eksploatować dno morskie, zamiast szukać alternatywnych materiałów do budowy technologii odnawialnych źródeł energii, usprawniać procesy recyklingu czy inwestować w innowacje. Może się bowiem okazać, że próbując rozwiązać jeden problem, tworzymy kolejny, nie wiedząc nawet do końca jak może być poważny. Wartość nienaruszonych głębin oceanicznych może bowiem zdecydowanie przekraczać krótkoterminowe zyski z górnictwa podmorskiego, tym bardziej, że szkody przez nie spowodowane będą zapewne nieodwracalne w skali ludzkiego życia. (IUCN Marine News nr 17, 2022, Fritz i in., 2023, stanowisko EASAC, 2023).

Anna Sierpińska, konsultacja merytoryczna: dr Tomasz Kijewski

The post Górnictwo podmorskie a zmiana klimatu appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Podczas wychodzenia Ziemi z ostatniej epoki lodowej wzrost temperatury na półkuli północnej został nagle przerwany. Nastąpiło szybkie ochłodzenie, zwane młodszym dryasem, które trwało ok. tysiąca lat. Jego przyczyną było ustanie Atlantyckiej Cyrkulacji Termohalinowej (AMOC) w wyniku wlania się do Oceanu Arktycznego dużej ilości słodkiej wody z topniejących lodowców. Biorąc pod uwagę obecne tempo topnienia lodowców, można się zastanawiać czy coś podobnego nie wydarzy się również w najbliższej przyszłości  (Velay-Vitow i in., 2024). 

Mroźne zimy w Europie…

W okresie 1992-2020 Grenlandia traciła średnio ok. 170 Gt lodu rocznie (ta ilość zmieściłaby się w sześcianie o boku ok. 12,5 km!) i w najbliższym czasie możemy się spodziewać zwiększania tej ilości. Oznacza to ciągły dopływ słodkiej wody do Oceanu Arktycznego, co najprawdopodobniej przyczynia się do obserwowanego od lat 90. XX w. spowalniania ciepłego Prądu Zatokowego (Golfsztromu, część AMOC). Opływa on wybrzeża Europy, powodując, że zimy na naszym kontynencie są łagodniejsze niż na tych samych szerokościach geograficznych w Ameryce Północnej. 

Według analizy opublikowanej w tym roku przez zespół René van Westena, możliwe jest, że AMOC znajduje się tuż przed punktem krytycznym, za którym może zupełnie ustać. Według Petera i Susanne Ditlevsenów, przy obecnym tempie emisji gazów cieplarnianych mogłoby to nastąpić nawet już w okolicy 2050 r. Skutkiem byłoby szybkie ochłodzenie na półkuli północnej i pożegnanie z łagodnymi zimami. W niektórych miastach np. w Irlandii, Skandynawii średnie temperatury spadłyby w stosunku do teraźniejszych o 5-15 stopni Celsjusza. W dużej mierze wynikałoby to ze sprzężeń zwrotnych powodowanych wzrostem albedo na skutek powiększania pokrywy lodowej na północy (o tym mechanizmie przeczytasz w tekście Arktyczne wzmocnienie). Tego typu ogromna zmiana byłaby poważnym wyzwaniem dla Europejczyków (Ditlevsen i Ditlevsen, 2023, Otosaka i in., 2023, van Westen i in., 2024). 

W tym wszystkim jest jednak jedno, ważne „ale”. Naukowcy z zespołu René van Westena dokonali symulacji dla warunków przedindustrialnych, to znaczy, że nie uwzględnili przyszłego ocieplenia ani dalszego wzrostu zawartości CO₂ w atmosferze. 

…czy nowe, nieznane klimaty? 

René van Westen podkreśla, że nie można w żaden sposób porównywać tego, co dzieje się teraz z AMOC z warunkami młodszego dryasu, chociażby ze względu na inną średnią temperaturę Ziemi i inne stężenie gazów cieplarnianych. Jego zespół zamierza przygotować kolejną analizę dotyczącą cyrkulacji termohalinowej, ale tym razem uwzględniającą różne scenariusze przyszłego ocieplenia. Może się okazać, że w takich warunkach zachowanie AMOC będzie inne, podobnie jak zmiany temperatur na półkuli północnej. Przyszłe warunki klimatyczne w Europie mogą więc tak naprawdę sporo się różnić od tego, co wynikałoby z prostego ekstrapolowania przeszłych zdarzeń. Przykładowo wyniki modelowania zespołu Katinki Bellomo, pokazują, że przy czterokrotnym wzroście koncentracji CO₂ względem czasów przedprzemysłowych średnie temperatury będą wyższe niż w XIX wieku również na półkuli północnej, mimo znacznie osłabionej AMOC.

Dzięki tego typu pracom możemy rozpatrywać rozmaite scenariusze przyszłości. Biorąc jednak pod uwagę złożoność systemu klimatycznego Ziemi, ostateczny wynik naszego globalnego eksperymentu, polegającego na emitowaniu ogromnych ilości gazów cieplarnianych, jest trudny do przewidzenia. Być może zaczniemy wkraczać na całkowicie nieznane „klimatyczne” terytorium (zobacz też: Nowe klimaty Ziemi – o nich nie było na geografii) (Bellomo i in., 2021, komunikacja osobista z dr van Westenem, 2024). 

W swoim tekście dla Gazety Wyborczej, prof. Jacek Piskozub (fizyk morza z Instytutu Oceanologii PAN) tak komentuje pracę  van Westen i in., 2024:

To, że topnienie lądolodu Grenlandii spowoduje zahamowanie cyrkulacji Atlantyku – a być może nawet jej zatrzymanie – jest ryzykiem, które od dawna dobrze rozumiemy. Natomiast autorzy publikacji nawet nie próbują podać daty, kiedy miałoby to nastąpić.

oraz

Jest to pierwsza praca pokazująca za pomocą modelu cyrkulacji możliwość takiego zdarzenia. Powinno to być ostrzeżeniem, szczególnie biorąc pod uwagę słabą reakcję współczesnych modeli na tego typu wymuszenie. Jednak wagę tego ostrzeżenia osłabia to, w jaki sposób ustawiono modelowanie w tej pracy. (…) Nie jest pewne, czy i jak wyniki modelowania uzyskane przez autorów publikacji przekładają się na przyszłość rzeczywistej Ziemi.

The post Załamanie cyrkulacji atlantyckiej – wciąż nie wiemy, kiedy nastąpi appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Otwornice – mikroskopijni mieszkańcy oceanów

Otwornice to mikroskopijne organizmy, które żyją w oceanach i budują swoje skorupki z węglanu wapnia.

— Są to jedne z najliczniejszych w oceanie organizmów skorupkowych występujących w toni wodnej. Znajdują się prawie wszędzie tam, gdzie słona woda. To jedne z najmniejszych organizmów morskich. Ich rozmiar można porównać do ziarnka piasku. Były takie okresy, że otwornice występowały tak licznie, że formowały skały. Miliony lat później skały te wykorzystywano do budowy. Na przykład cały Paryż jest zbudowany z wapienia luteckiego, który ma taki charakterystyczny, beżowy kolor.

Inne mikroskopijne organizmy morskie, są wykorzystywane również w przemyśle kosmetycznym i niekiedy do produkcji leków. Ciągle odkrywamy też ich bogactwo, a szczególnie w rejonach, gdzie jeszcze nie są dobrze poznane, na przykład w Arktyce — wskazuje Ekspertka.

Otwornice a zmiana klimatu

— Otwornice planktoniczne, kiedy umierają, opadają na dno i w ten sposób usuwają węgiel z oceanu. Odpowiadają nawet za 40% węgla grzebanego na dnie w ciągu roku — podkreśla dr Szymańska. W ten sposób otwornice odrywają swoją ważną rolę w regulacji globalnego klimatu.

Badania dr Szymańskiej pokazują, że zmiana klimatu negatywnie wpływa na otwornice. Ocieplenie oceanów powoduje zmniejszenie grubości skorupek otwornic. Niektóre gatunki są również wrażliwe na wzrastające zakwaszenie oceanów, które utrudnia otwornicom budowanie skorupek.

— Otwornice budują muszle z substancji pobranych z wody i mogą mieć z tym trudności, gdy w powietrzu jest więcej dwutlenku węgla. W skrajnych przypadkach muszle mogą się nawet rozpuścić. Badania pokazują, że jeśli wzrost dwutlenku węgla jest powolny i stopniowy, natura może sobie z tym poradzić. Ale teraz, poziom dwutlenku węgla wzrasta bardzo szybko, co jest problemem — podkreśla dr Szymańska.

Istotne jest, że w konsekwencji tego procesu otwornice stają się mniejsze, ich skorupki słabsze, populacje w niektórych regionach maleją, a dominować zaczynają gatunki o małych rozmiarach.

Wpływ zmniejszenia się populacji otwornic na inne ekosystemy

Zmniejszenie populacji otwornic może mieć negatywny wpływ na całe ekosystemy morskie.

— Na przykład, jeśli zabraknie otwornic, ślimaki i inne zwierzęta, które się nimi żywią, mogą mieć problem ze znalezieniem wystarczającej ilości pokarmu. To z kolei wpłynie na populację ryb, które żywią się tymi mniejszymi organizmami. Mniejsza liczba ryb oznacza problemy dla rybołówstwa i dla morskich ptaków, które muszą latać coraz dalej, aby znaleźć pokarm.

Zmiany w środowisku mogą również wpływać na skład gatunkowy otwornic. W miarę ocieplania się wód, gatunki, które wolą chłodniejsze środowisko, takie jak te związane z lodem, mogą zniknąć i zostać zastąpione przez gatunki ciepłolubne. Te nowe gatunki mogą być mniej wydajne w pobieraniu węgla z wody, co dodatkowo wpływa na funkcjonowanie całego ekosystemu — wylicza dr Szymańska.

Zmiana klimatu następuje coraz szybciej

— Czasem się mówi, że zawsze były zmiany i kiedyś było cieplej a kiedyś zimniej, ale przy badaniu rdzenia z otwornicami, i tego, w jakim okresie żyło im się gorzej, to było to obserwowane w ciągu kilku lub częściej kilkunastu tysięcy lat, był to powolny proces. Teraz jest to około 20 lat. Nie znalazłam takiego przykładu, by wcześniej tak szybko następowały te zmiany — zauważa dr Szymańska. Podkreśla to ogromną rolę oceanów w produkcji tlenu i regulacji obiegu węgla.

Ekspertka alarmuje, że szybkie zmiany klimatyczne, obserwowane obecnie na skali zaledwie kilkudziesięciu lat, stanowią nietypowe zjawisko w historii Ziemi. Musimy działać, aby zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych i spowolnić zmianę klimatu. Możemy to zrobić, przechodząc na odnawialne źródła energii i oszczędzając energię elektryczną. Ochrona środowiska morskiego jest kluczowa dla zapobiegania negatywnym skutkom zmiany klimatu.

Rozmawiała Klaudia Katarzyńska

dr Natalia Szymańska – paleooceanografka z Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk w Sopocie, zajmuje się badaniem udziału otwornic w obiegu węgla oraz wykorzystaniem ich pozostałości do badania przeszłości klimatu, bierze udział w projekcie NEEDED (2019/34/H/ST10/00682) finansowanym przez Norway Grants in the Polish-Norwegian Research Programme, którego celem jest odtworzenie historii ekosystemów Północnego Atlantyku.

Powyższy tekst powstał jako efekt warsztatów naukowej komunikacji zmiany klimatu zorganizowanych przez Naukę o klimacie i Fundację Edukacji Klimatycznej w ramach projektu realizowanego przez Fundację Edukacji Klimatycznej.

Projekt finansowany przez Islandię, Liechtenstein i Norwegię z Funduszy EOG i Funduszy Norweskich w ramach Programu Aktywni Obywatele – Fundusz Regionalny

The post Maleńkie organizmy z oceanu i ich wielkie znaczenie dla globalnego ekosystemu appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Wykres zmian ilości energii zgromadzonej w światowym oceanie, z uwzględnieniem różnych warstw.

Oś pozioma: czas (lata. Oś pionowa: odchylenie zawartości energii w oceanie (OHC – Ocean Heat Content) od średniej z lat 2005-2021, w zetadżulach (1 ZJ = 10²¹J). 

Kolejne linie odpowiadają średnim z dostępnych zestawów danych a zacienione obszary – zakresowi dwóch odchyleń standardowych. Linia szara – energia zgromadzona w warstwie od powierzchni do głębokości 300m, niebieska – od powierzchni do głębokości 700 m, pomarańczowa – do głębokości 2 km, zielona – w warstwie pomiędzy 700 m a 2 km głębokości. Dla roku 2022 przedstawiono wyniki w oparciu o mniej zbiorów danych niż dla wcześniejszych (nie wszystkie jeszcze są dostępne). 

Źródło: Mercator Ocean international za World Meteorological Organization Provisional State of the Global Climate in 2023, na podstawie danych opisanych w publikacji Schuckman i in. (2020). 

W ramach akcji „Wykres na dziś” publikujemy wykresy i inne wizualizacje dotyczące zagadnień związanych ze zmianą klimatu. Mamy nadzieję, że prezentowane przez nas dane stanowić będą punkt wyjścia do szerokiej i opartej na faktach dyskusji na temat globalnego ocieplenia oraz możliwości jego ograniczenia. Akcję prowadzimy we współpracy z Komitetem ds. Kryzysu Klimatycznego Polskiej Akademii Nauk.

Zobacz wszystkie wizualizacje.

The post Energia cieplna zgromadzona w oceanie appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Spadek pH wód powierzchniowych oceanu, czyli postępujące zakwaszanie oceanu.

Oś pionowa – pH, oś pozioma – lata. Żółta linia – pomiary bezpośrednie na stacji Aloha na Hawajach, niebieska linia – obliczona na podstawie danych o koncentracji CO₂ w powietrzu dla tej samej stacji, czerwona linia – średnia obliczona modelem systemu ziemskiego CMEMS z zakresem niepewności w postaci różowego obszaru.

Źródło: European Environment Agency

W ramach akcji „Wykres na dziś” publikujemy wykresy i inne wizualizacje dotyczące zagadnień związanych ze zmianą klimatu. Mamy nadzieję, że prezentowane przez nas dane stanowić będą punkt wyjścia do szerokiej i opartej na faktach dyskusji na temat globalnego ocieplenia oraz możliwości jego ograniczenia. Akcję prowadzimy we współpracy z Komitetem ds. Kryzysu Klimatycznego Polskiej Akademii Nauk.

Zobacz wszystkie wizualizacje.

The post Zakwaszanie oceanu appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Pociągały go fiksacje własnej wyobraźni.

Barry Lopez, Arctic Dreams

Zimno przychodzi nagle, jakbyśmy wpłynęli do zamrażarki. I właściwie tak jest, bo, jak sądzę, przepłynęliśmy granicę frontu polarnego, czyli Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy. Obiega on Antarktykę zgodnie z ruchem wskazówek zegara i odcina ją od ciepła napływającego z północy. Wytycza płynne granice pomiędzy Oceanem Południowym a Atlantykiem, Pacyfikiem i Oceanem Indyjskim.

Gdyby nie ten najpotężniejszy prąd morski Ziemi, Antarktyda – archipelag, który udaje kontynent – nie byłaby wciśnięta w ocean przez czapę lodu o przeszło trzykilometrowej grubości. Lód zaczął z niej spływać (bo lodowce płyną jak rzeki, tylko wolniej) blisko 40 milionów lat temu. Zaraz po tym, jak oderwały się od niej Australia oraz Ameryka Południowa i narodził się Antarktyczny Prąd Okołobiegunowy. Wcześniej porastały ją lasy, a jeszcze wcześniej żerowały w niej dinozaury, których szczątki naukowcy ciągle odkrywają na coraz słabiej zalodzonych wybrzeżach Antarktydy.

Polarny świat. Człowiek czuje się w nim jak w innym wymiarze.

Wielu polarników najbardziej porusza surowa przyroda nieożywiona – połączenie gór, śniegu, lodu i morza. Czasem zdarzają się też bliskie spotkania z przyrodą ożywioną. W Arktyce kołyszącym krokiem minie cię (oby) niedźwiedź polarny. W Antarktyce uwiedzie cię pingwin.

Przepływamy więc granicę Antarktyki. Wokół chilijskiego okrętu transportowego „Aquiles”, którym w styczniu 2017 roku razem z naukowcami i technikami płynę do „Arctowskiego”, krążą pingwiny oraz antarktyczne ptaki latające – warcabniki. Filmuję je, kiedy za burtą na sekundę wynurza się wieloryb. Dmucha wodą, łapie powietrze i ponownie chowa się w otchłani.

Żadne zwierzę nie łapie za gardło tak jak wieloryb.

*

Większości z tego, co przeżyjesz, nie opowiesz nikomu. Nikomu.

– Czuję się czasem jak Włóczykij z Muminków. – Siwą brodę pokrywającą twarz profesora Jana Marcina Węsławskiego marszczy delikatny uśmiech. Niedoszły zdobywca żółtej plastikowej kaczuszki od blisko czterech dekad bada północny „kraniec” świata, czyli Arktykę.

Włóczykij wędruje po świecie, ale każdej wiosny wraca do swoich przyjaciół z Doliny. A ci mają do niego pretensje, że nie chce im opowiadać o tym, co zobaczył podczas podróży. Na co Włóczykij tłumaczy, że gdyby o wszystkim opowiadał, toby pamiętał tylko własne słowa!

Ale słowa bez problemu wypływają z głowy Węsławskiego.

– Bo trzymanie w sobie tych wszystkich przeżyć zawsze wydawało mi się nie w porządku – tłumaczy biolog morza. Z bardziej introwertycznego profesora Waldemara Walczowskiego, oceanografa fizycznego również pracującego w Instytucie Oceanologii PAN w Sopocie, słowa trzeba wręcz wydzierać. Zarzuca się na nie przynętę i wyłapuje jak przyczajone przy morskim dnie drapieżne dorsze. Choć siedzimy w trójkę w gabinecie dyrektorskim Węsławskiego.

– Kiedyś uważałem, że tylko otwarty ocean się liczy. – Walczowski kiwa głową. – Teraz coraz chętniej pcham się do fiordów, pod lodowce. Chcę je widzieć i słyszeć. Chcę je czuć.

Póki są.

Walczowski, surowy wąsacz po sześćdziesiątce, spędza w Arktyce każde lato. Od blisko ćwierć wieku żegluje ze swoją ekipą naukową po morzach nordyckich, w Stanach Zjednoczonych zwanych GIN Seas bo opływają Grenlandię, Islandię i Norwegię. Płynie z Półwyspu Skandynawskiego do archipelagu Svalbard (jego największą wyspą jest Spitsbergen), każdego roku zatrzymując się po drodze w tych samych miejscach na oceanie, określonych długością i szerokością geograficzną. Na różnych głębokościach Walczowski mierzy zasolenie i temperaturę wody morskiej. Dzięki temu ma wieloletnią perspektywę na zmiany zachodzące w ciepłych i słonych wlewach wody z Atlantyku do Arktyki, wędrujących przez skomplikowany i rozgałęziony niczym korzenie prastarego drzewa system prądów morskich, który często określa się słowem wytrychem Golfsztrom.

To Walczowski zakaził mnie gorączką polarną.

W 2008 roku, po opublikowaniu przez „Gazetę Wyborczą” mojego tekstu o znikającym lodzie morskim na Oceanie Arktycznym (Rosjanie ciągle mówią nań Ocean Lodowaty – ciekawe, jak długo jeszcze), do redakcji napisał naukowiec. Walczowski, wtedy jeszcze doktor, płynął właśnie na kanadyjskim lodołamaczu przez Arktykę. „Zabawnie się czyta o kurczącej się pokrywie lodowej, kiedy musisz przez nią się przedzierać” – konstatował w mejlu.

Wymieniliśmy ich wtedy kilka. Od słowa do słowa zaproponował mi, żebym popłynął z nim i jego ekipą do Arktyki.

„Pomyślałem sobie, że pożegluję nieco po morzach. (…) Może dla innych ludzi rzeczy tego rodzaju nie stanowiłyby zachęty, ale jeśli o mnie idzie, to trapiony jestem wiecznotrwałą tęsknotą za tym, co dalekie”¹.

Latem 2009 roku podróż statkiem badawczym „Oceania” należącym do Instytutu Oceanologii wyrwała mi trzy tygodnie z normalnego życia.

Przez pierwszy tydzień leżałem złożony chorobą morską. Spędzałem całe dnie, umartwiając się, co też najlepszego narobiłem. Trzeba było siedzieć na dupie w domu! Po pewnym czasie dowiedziałem się, że marynarze robią sobie ze mnie jaja.

– Mamy taki pomysł, żebyś swój artykuł zatytułował Widziane z koi – śmiał się jeden z nich.

– Ja na szczęście nigdy nie mam choroby morskiej – mówi doktor Emily Shuckburgh, matematyczka, oceanografka i klimatolożka, z którą lata później spotykam się w kafeterii Brytyjskiej Służby Antarktycznej w Cambridge.

Kiedy opowiada mi o swojej pracy, ciągle rysuje – w powietrzu i na stole – figury geometryczne. Jej dłonie nie lubią spokoju i, jak się wydaje, próbują nadążyć za głową.

Czy matematyk widzi świat pod postacią równań? – pytam, obserwując ją z zaciekawieniem.

– Nie – śmieje się po chwili wahania. I zaraz zaczyna opowiadać, jak zrozumiała, że sama jest częścią równania. – Najpierw interesowałam się cyrkulacją powietrza. Z punktu widzenia matematyki czy fizyki atmosfera jest jak ocean. Zachowanie obu opisuje dziedzina fizyki zwana dynamiką płynów – wyjaśnia badaczka.

Pewnie miałbym problem z wyobrażeniem sobie płynnych ruchów mas powietrza, gdyby nie to, że lata wcześniej zwiedzałem amerykańskie Narodowe Centrum Badań Atmosfery w Boulder. Mają tam na wystawie globus wypełniony cieczą. Wystarczy nim zakręcić, żeby zobaczyć, jak siła Coriolisa tworzy atmosferyczne wiry, które nazywamy wyżami i niżami. Małe robaczki i większe węże płynu wędrują we wszystkie strony świata.

Formowane również przez różnice w nasłonecznieniu wyże i niże tworzą silnik atmosferyczny, który razem z chmurami – prawdziwymi maszynami parowymi nieba – zabiera masy powietrza w podróż naokoło Ziemi i zmienia nam pogodę.

To już wiemy. Ale podobne wiry – tym razem wodne – powstają w oceanie. To właśnie na Oceanie Południowym Shuckburgh zdała sobie sprawę, że jest częścią równania.

– Interesowały mnie procesy mieszania się różnych warstw oceanu – opowiada. – Decydują one nie tylko o powstawaniu prądów morskich i o klimacie (bo w ramach tych procesów ocean pobiera z atmosfery i oddaje do niej ciepło oraz dwutlenek węgla), ale także roznoszą składniki odżywcze. Zanim jeszcze popłynęłam do Antarktyki, oglądałam zdjęcia satelitarne oceanu, na których świetnie widać prądy morskie…

Jak to? – przerywam. Trudno mi sobie wyobrazić, że mędrca szkiełko i oko potrafi dostrzec oceaniczne rzeki aż z orbity okołoziemskiej.

Shuckburgh tłumaczy, że satelity w różnych miejscach mierzą poziom morza. Dzięki temu wiemy, że i ocean ma swoje wyże i niże, a więc wiry, wokół których kręcą się masy wody morskiej. Dla oceanografa takie zdjęcie wygląda jak mapa synoptyczna pokazywana w telewizyjnej prognozie pogody, z wyżami i niżami atmosferycznymi, wokół których szaleją masy powietrza przynoszące słońce albo chmury. To wszystko widać, oczywiście, tylko ze statku kosmicznego. Z morskiego cała ta układanka jest niedostrzegalna.

Bo jest się jej częścią?

– Dokładnie. – Uczona wbija w powietrze tuż przed moim nosem swój palec wskazujący. – Aby więc ją zobaczyć, wrzucaliśmy do wody… żółte kaczuszki.

No nie. Znowu?!

– Żółte gumowe kaczuszki – śmieje się Shuckburgh. – Marynarze na naszym statku pukali się w czoła. A to były sondy. Wyposażyliśmy je w nadajniki GPS, dzięki czemu mogliśmy zobaczyć, dokąd popłyną – i czy popłyną tam, gdzie sądziliśmy, że popłyną, patrząc na zdjęcia satelitarne. Choć uczeni wyrzucili je jednocześnie i kaczuszki wylądowały w wodzie prawie w tym samym miejscu, to po pół roku jedna z nich dopłynęła do Afryki, druga ciągle kręciła się koło Falklandów, a trzecia była o tysiące kilometrów dalej.

Dynamiką płynów rządzi chaos, jak udowodniła już inna żółta kaczuszka (plastikowa), której nie udało nam się odnaleźć na arktycznej Ziemi Księcia Karola. A oceanem rządzą rzeki prądów morskich.

– Prądy morskie nie są po prostu rzekami płynącymi w oceanie, jak to sobie kiedyś wyobrażano i jak ciągle pokazują różne schematy – poprawia mnie stanowczo profesor Waldemar Walczowski. – Przypominają raczej skupiska wirów. Cyrkulacja oceaniczna jest o wiele bardziej skomplikowana, niż się wydaje nawet naukowcom.

*

Trudno w to uwierzyć, ale jeszcze kilka dekad temu dla meteorologów i klimatologów było niepojęte, jak ogromne znaczenie ma ocean dla klimatu.

– Kiedy dwie dekady temu napisałem doktorat, mój szef go przeczytał i mówi: „Fantastyczna praca, fantastyczna, ale czy pan naprawdę wierzy, że woda ma takie znaczenie dla klimatu?”. Nawet do oceanografów nie docierało, jak ocean jest ważny! – peroruje Walczowski. – A przecież już wiek temu Fridtjof Nansen mówił, że zmiana cyrkulacji oceanicznej musi się odbić na zmianie klimatu. Ale on był wizjonerem, który potrafił wyczuć różne procesy i rozumiał, że klimat oraz ocean to naczynia połączone.

Doskonale to widać w rejonie Arktyki, dla którego Walczowski poświęca każde lato. Przez szeroko otwartą bramę pomiędzy Grenlandią a Svalbardem do Oceanu Arktycznego wlewają się masy ciepłej i słonej wody płynącej systemem prądów morskich z Atlantyku. Im dalej w Arktykę wlewa się woda atlantycka, tym mniej lodu morskiego pokrywającego Ocean Arktyczny.

Obecnie wiemy, że atmosfera odpowiada głównie za pogodę – dynamiczne procesy, które decydują o tym, że dzisiaj jest cieplej albo chłodniej, niż było wczoraj. Natomiast ocean działa wolniej, ale przenosi znacznie więcej energii niż atmosfera i mocno wpływa na klimat. Zbiera ciepło z rejonu pomiędzy zwrotnikami, a potem przenosi je w stronę chłodniejszych rejonów polarnych, by tam oddać je atmosferze.

Kiedy w Arktyce i Antarktyce woda morska oddaje ciepło, to sama się schładza. Przy tym paruje, robi się więc również bardziej słona. Gęstnieje. Tonie. A potem wraca w stronę równika jako gęsta woda głębinowa. Miejsca, w których tworzy się woda głębinowa, nazywamy kominami konwekcyjnymi.

Takie kominy są świetnie widoczne na powierzchni oceanu. Miałem okazję je podziwiać na Morzu Barentsa niedaleko norweskiego Kirkenes. Morze jest tam pokryte przez mgłę, tak zwany dym morski. Ta mgła to unosząca się z relatywnie ciepłego oceanu para wodna, która po zetknięciu z zimnym powietrzem się skrapla i podczas przemiany fazowej z gazu w ciecz oddaje swoje ciepło atmosferze.

Każdy może zresztą przeprowadzić w domu eksperyment, żeby zobaczyć ten proces z bliska. Wystarczy zrobić sobie gorącą kąpiel w chłodnej łazience – efekt będzie taki sam. Jak pamiętamy, podobnie przebiega wymiana energii w chmurach.

– Atlantyk, choć ma mniejszą powierzchnię od Pacyfiku, odgrywa kluczową rolę w procesie powstawania wody głębinowej – tłumaczy Walczowski. – A to dlatego, że jest oceanem otwartym zarówno na Arktykę, jak i na Antarktykę, w związku z tym przenosi do rejonów polarnych ogromne ilości ciepła. Jest więc najmocniejszym silnikiem napędzającym obieg wody w oceanie i ogrzewającym rejony okołobiegunowe.

Kiedyś ten cały globalny pas transmisyjny wody oceanicznej nazywano cyrkulacją termohalinową, w skrócie THC (co kojarzy się z pewną substancją rozluźniającą). Miała być ona zależna jedynie od różnic temperatury i zasolenia wody morskiej, które przekładają się na różnice w jej gęstości. Dzisiaj mówi się już raczej o cyrkulacji zwrotnej albo po prostu o cyrkulacji oceanicznej, bo wiadomo, że ogromną rolę w napędzaniu oceanu odgrywa też wiatr, który pcha prądy powierzchniowe.

Choć cyrkulacja oceaniczna to pętla, więc nie ma początku ani końca, to dla ułatwienia można przyjąć, że zaczyna się w okolicach równika na Atlantyku. To stamtąd ciepła i słona woda wyrusza na północ. Niesie tyle ciepła, że gdyby nie grzejąca nas atlantycka sieć prądów morskich, Europa byłaby chłodniejsza o blisko 5 stopni Celsjusza.

Czy to dużo?

– Bardzo! – Uczony lekko podnosi głos. – Nie wolno mylić średniorocznej temperatury, którą wyznacza klimat, z wahaniami pogody z dnia na dzień.

Blisko 20 tysięcy lat temu, kiedy świat był u szczytu ostatniej epoki lodowej, średnia temperatura Ziemi była „tylko” o 6-7 stopni niższa od dzisiejszej. Mówimy więc o ilości energii, która decyduje o tym, czy żyjemy w epoce lodowej, czy w interglacjale.

Niepoślednią rolę w wymianie energii pomiędzy oceanem a atmosferą odgrywa też lód morski. Wytrąca się z niego solanka, która tonie i pomaga w tworzeniu wody głębinowej (dlatego stary lód morski nie jest słony i – jak mawiają brytyjscy marynarze – jednorocznym można się myć, dwuletni pić, a trzyletni dodawać do whisky). Lód nie tylko miesza więc morzem tam, gdzie topnieje, ale też dolewa paliwa do silnika całej cyrkulacji oceanicznej.

Spływanie solanki z lodu morskiego to widok niesłychanie spektakularny. W jednym z seriali przyrodniczych BBC zjawisko to wyjaśniał David Attenborough. Sopel ciężkiej i zimnej solanki mrozi otaczającą go wodę, a kiedy na płyciznach dotrze do dna morskiego, ścina całe życie, którego dotyka.

Poza tym lód morski izoluje ocean od atmosfery i mocno ogranicza wymianę ciepła między nimi. W Arktyce ta cała dynamika obecnie się zmienia, bo lodu morskiego jest tam coraz mniej – szczególnie tego wieloletniego.

Czy zatem globalne ocieplenie spowolni cyrkulację oceaniczną (i w Europie będziemy mieli lokalne ochłodzenie), czy wręcz ją przyspieszy?

W publikacji z lutego 2021 roku² uczeni z Irlandii, Niemiec i Wielkiej Brytanii przekonywali, że cyrkulacja wody w samym Atlantyku (tak zwany AMOC, czyli Atlantic Meridional Overturning Circulation) jest obecnie najsłabsza od tysiąca lat. Globalne ocieplenie i spływanie do oceanu coraz większych ilości słodkiej wody – między innymi z lądolodu grenlandzkiego – zaburza proces topienia w Arktyce ciężkiej słonej wody atlantyckiej. Dlatego AMOC może osłabnąć jeszcze bardziej – według obliczeń uczonych o 34-45 procent.

Co się wtedy stanie? Autorzy badania przedstawili różne możliwości – znaczne nagromadzenie wody morskiej u wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych i mocniejsze od średniej podniesienie się tam lustra oceanu, a także dalsze rozchwianie pogody w Europie, w tym wzmocnienie zimowych sztormów lub fal upału i susz latem. Ale nic dokładniejszego nie potrafili napisać.

– Bo tak naprawdę nie mamy pojęcia, jak globalne ocieplenie wpłynie na cyrkulację oceaniczną. Ciągle brakuje nam danych pomiarowych dotyczących zmian zachodzących w oceanie – mówi Walczowski, który na ich zbieranie poświęcił swoją karierę zawodową.

Dzięki systemowi Argo dość dobrze orientujemy się w tym, co się dzieje do głębokości 2 tysięcy metrów. O tym, co jest niżej, wiemy bardzo mało – wiedzę zdobywamy tylko dzięki rejsom, podczas których ludzie z krwi i kości opuszczają w głębiny sondy badawcze.

Z tych ograniczonych badań wiadomo, że wody głębinowe obecnie mocno się nagrzewają. Ponad 90 procent nadmiaru energii, która zostaje w systemie klimatycznym z powodu coraz grubszej kołdry gazów cieplarnianych okrywającej Ziemię, jest pochłaniane przez ocean. W publikacji z 2020 roku naukowcy ze Stanów Zjednoczonych i Chin opisali tę wartość zgrabną metaforą: ilość energii, którą wpompowaliśmy do oceanu w ostatnim ćwierćwieczu, jest równa energii wyzwolonej podczas eksplozji 3,6 miliarda bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę³.

*

Pokrywający 71 procent powierzchni Ziemi ocean to w dużej mierze ciągle terra incognita. Nasza wiedza o tym, co w nim się dzieje, to ledwie kropla w morzu.

– To prawda, ale muszę usprawiedliwić oceanografów – uśmiecha się profesor Jan Marcin Węsławski.

Jak tłumaczy, zgodnie z metodą naukową – obserwuj, postaw hipotezę, potwierdź ją eksperymentalnie, poddaj krytyce, powtórz eksperyment – bada się ocean dopiero od połowy XIX wieku. Przez większość tego czasu podglądano wody przybrzeżne. A najważniejsze tajemnice kryją się na dużych głębokościach, w miejscach bardzo odległych i nawet dzisiaj niesłychanie trudno dostępnych. Ocean ma średnio 4 tysiące metrów głębokości, ale naukowcy rzadko docierają tak daleko. Dość dobrze rozpoznali ekosystemy istniejące do głębokości 200 metrów. Im głębiej, tym mniej wiedzą.

Dlaczego to źle?

Według Węsławskiego na przykład dlatego, że firmy wydobywające surowce mineralne mają ogromny apetyt na wykorzystanie złóż, choćby rzadkich metali spoczywających na dnie oceanu, na głębokości 4-5 tysięcy metrów. Nawet nie wiadomo, co tam żyje. Jeśli więc „górnicy głębinowi” zaczną ryć oceaniczne dno, mogą zniszczyć coś, co rosło przez tysiące lat.

Organizmy głębinowe egzystują w bardzo trudnych warunkach, w środowisku, w którym jest niewiele pokarmu. Żyją więc bardzo powoli i długo. Właściwie trwają, a nie żyją. Czekają na resztki pokarmu spadające z góry – padłego wieloryba albo tonący statek pełen ludzi. Inne mogą mieć gdzieś to, co dzieje się na górze, bo czerpią składniki odżywcze z tej odrobiny pokarmu, która leży na dnie.

Przykładem takiego głębinowego, ale jednak spektakularnego życia są koralowce zimnych mórz rosnące na północnym Atlantyku na głębokości 2-3 tysięcy metrów. Wyglądają jak drzewa, mają nawet do 30 metrów wysokości. To jedne z najstarszych zwierząt żyjących obecnie na Ziemi, jeśli nie najstarsze. Wiele z nich ma po kilka tysięcy lat.

– Nikt ich, oczywiście, nie może obejrzeć, więc opinia publiczna nie ma pojęcia, że człowiek zagraża temu ekosystemowi, tak jak zagraża choćby Puszczy Białowieskiej oraz lasom tropikalnym – zauważa Węsławski. Gdyby po takich rafach przejechał trawler rybacki, byłoby po nich.

– Podwodny, głębinowy świat to prawdziwa alternatywna rzeczywistość. – Słowa biologa morza atakują moją wyobraźnię.

To świat pełen chemosyntezujących organizmów, które do życia nie potrzebują nawet światła słonecznego i jedzą związki chemiczne czy pierwiastki wypłukiwane przez wodę ze skorupy ziemskiej. Gdyby na powierzchni Ziemi przytrafiła się jakaś katastrofa, na przykład światowa wojna nuklearna, i wyginęlibyśmy razem z innymi gatunkami zwierząt, a także roślinami i mikrobami, życie przetrwałoby właśnie w głębinach.

Ale czy globalne ocieplenie nie zagraża dzisiejszemu życiu w oceanie?

– Zagraża – kiwa głową uczony.

Między innymi dlatego, że w cieplejszej wodzie gorzej rozpuszczają się gazy, przede wszystkim tlen. Poza tym bez zimnych stref polarnych ocean nie chciałby się mieszać. Byłby jak jezioro, w którym ciepło z warstw powierzchniowych nie może się przedostać do warstw niższych, a zimna woda z dołu, w której tlen dobrze by się rozpuścił, nie może wypłynąć na górę.

Tak właśnie wyglądają morza półzamknięte, na przykład Morze Czarne. Życie koncentruje się w nim na głębokości do 200 metrów. Niżej – a Morze Czarne ma 2 tysiące metrów głębokości – nie ma tlenu, jest za to dużo siarkowodoru. Żyją więc tam tylko bakterie i kilka gatunków nicieni.

Do Morza Czarnego upodabnia się teraz Bałtyk, bo wpływa do niego coraz mniej słonej i dobrze natlenionej wody z Morza Północnego, a sam szybko się nagrzewa i zimą coraz rzadziej zamarza. Tak zresztą wyglądał cały ocean w ciepłej erze mezozoicznej, kiedy Ziemią rządziły dinozaury.

A dlaczego, z czego niewiele osób zdaje sobie sprawę, dzisiaj ocean jest w większości pustynią, a życie rozkwita w nim w tych miejscach, gdzie znajdują się oazy płytkich tropikalnych raf koralowych albo w rejonach polarnych?

Ocean jest pełen życia głównie na szelfach kontynentalnych, przy brzegach. Tam jest dobrze naświetlony (do głębokości 50 metrów), więc rośliny czy bakterie mogą korzystać z fotosyntezy. Do życia potrzebują jednak jeszcze związków azotu i fosforu. A te albo spływają z lądu, albo są wynoszone z dna przez prądy morskie napotykające barierę szelfów. Ekosystem oceanu, żeby żyć, musi być w ruchu.

Silniki, które ten ruch napędzają, znajdują się w Arktyce i Antarktyce. To tam dochodzi do schładzania i tonięcia wody napływającej z okolic międzyzwrotnikowych.

*

Po tygodniu arktycznej podróży morskiej w 2009 roku zmartwychwstałem. Wzburzony ocean nie rzucał mnie już na kolana. Talerze, filiżanki i miski, które podczas obiadu próbowały się ześliznąć po mokrych obrusach, sprawiały, że gęba mi się uśmiechała. Znowu mogłem jeść. Dziób „Oceanii” ciął morze, bujając się w górę i w dół na szarych oraz białych falach, i wywoływał mój zachwyt. A kiedy nocą fale zaczynały łomotać w cienką stalową burtę, która dzieliła mnie od oceanu, i moja koja chybotała się jak kołyska, po prostu zapierałem się w niej nogami i rękami. Spałem jak niemowlę.

Po przeszło dwóch tygodniach zygzakowatego rejsu po morzach nordyckich, podczas którego przepłynęliśmy przez prawie wszystkie punkty pomiarowe na mapie Waldemara Walczowskiego, dotarliśmy wreszcie do południowych brzegów Spitsbergenu. Pogoda była przepiękna, powietrze krystaliczne, a widzialność – wybitna.

Lodowy brzeg wydawał się na wyciągnięcie ręki. Byłem pewien, że dałoby się do niego dopłynąć wpław. Korciło mnie, żeby wskoczyć do wody. Jej temperatura nie przekraczała 2 stopni Celsjusza. Bez kombinezonu chroniącego przed przemoczeniem i ciepłych ubrań pod spodem przetrwałbym w niej ledwie kilka minut. Poszedłem do kokpitu i spojrzałem na elektroniczną mapę. Okazało się, że od Spitsbergenu dzieliło nas 30 mil morskich, czyli około 55 kilometrów.

– Wszyscy to przeżywaliśmy podczas pierwszej podróży w rejony polarne – wiele lat później wyjaśnia mi profesor Julian Dowdeswell, dyrektor Instytutu Badań Polarnych imienia Scotta na Uniwersytecie w Cambridge. – Po prostu nie da się tam ocenić odległości. Powietrze jest tak krystalicznie czyste, jakby go w ogóle nie było – tłumaczy.

Jak opowiada Dowdeswell, w 1958 roku słynny brytyjski uczony, eksplorator i polarnik (późniejszy sir) Vivian Fuchs prowadził pierwszą udaną wyprawę, która przeszła Antarktydę z jednego wybrzeża na przeciwne, zaliczając po drodze biegun południowy. Pewnego wieczoru, kiedy jego karawana zatrzymała się na noc, dostrzegł niedaleko kamień wystający z lodu. Ponieważ był geologiem, poszedł, żeby go obejrzeć i pobrać próbki.

Po półgodzinnym marszu Fuchs ciągle szedł, a kamień był tak samo daleko jak na początku. Bo to wcale nie był kamień, tylko góra oddalona o blisko 50 kilometrów!

Śmiejemy się.

Przede mną i przed „Oceanią” jeszcze krótki postój w Polskiej Stacji Polarnej w Hornsundzie. Następnie po kilku kolejnych dniach rejsu mieliśmy dotrzeć do Longyearbyen, stolicy archipelagu Svalbard. Przez następny miesiąc polscy naukowcy zamierzali zbadać oceaniczne otchłanie rozciągające się na północ od Spitsbergenu, tam, gdzie Atlantyk łączy się z Oceanem Arktycznym. Jednak moja podróż dobiegała końca.

– Jaka podróż?! – żachnął się wtedy Walczowski.

– Prawdziwy rejs zaczyna się po trzech miesiącach. Wcześniej to ledwie wycieczka.

Niestety, w Longyearbyen musiałem zejść na ląd i wrócić samolotem do Polski. Stałem więc na brzegu i machałem do oddalającej się bezpowrotnie „Oceanii”. A potem pomaszerowałem do tego dziwnego miasteczka przyklejonego do stromych górskich ścian. Wyglądało jak ludzki przyczółek na Księżycu.

To była miłość od pierwszego wejrzenia.

– Złapałeś bakcyla? – jeszcze na statku Ilona Goszczko, ówczesna zastępczyni Walczowskiego na „Oceanii”, uśmiechnęła się do mnie na pożegnanie. – Svalbardzkiego bakcyla?

Potem dowiedziałem się od innych ogarniętych tą obsesją, że chodzi raczej o gorączkę polarną, bo trawi ona również podróżników do Antarktyki. Sam lubię nazywać ją „przeziębieniem”. Jeśli je złapiesz, to po prostu musisz wracać do surowego polarnego świata. Raz pojechałeś w to zimno i przepadłeś. Od tej pory polarny bakcyl decyduje o twoim życiu.

Zamarzło.

To miłość nie tylko romantyczna (choć lodowata). W Arktyce i Antarktyce decyduje się dziś przyszłość świata. Arktyka i rejon Półwyspu Antarktycznego ogrzewają się dwu-, trzykrotnie szybciej niż średnio cała Ziemia. Nie tylko decydują o klimacie, ale ciągle jest w nich tyle lodu lądowego, że gdyby cały spłynął do oceanu, podniósłby średni poziom morza o kilkanaście metrów. Wiele wskazuje na to, że z takim wzrostem będą musieli się zmierzyć nasi potomkowie w kolejnych stuleciach. Polarne lodowce topnieją w coraz bardziej wariackim tempie. A ponieważ ich języki dotykają oceanu, to na dodatek od spodu podmywa je coraz cieplejsza woda morska.

– Silniki oceanu przenoszą ogromne ilości energii, ale mielą bardzo powoli. Kropli wody, która dryfuje w oceanie, opłynięcie kuli ziemskiej zajmuje tysiące lat. – Profesor Jan Marcin Węsławski spogląda na mnie spokojnie.

A my próbujemy ją złapać i w swoim krótkim życiu zrozumieć, dokąd zmierza.

Tomasz Ulanowski

To był tylko fragment! Jeśli chcecie dowiedzieć się, o co chodzi z gumowymi kaczuszkami i jakich jeszcze naukowców spotkał na swojej drodze Tomasz Ulanowski, możecie już teraz zamówić książkę „Ostatnia minuta. Pieszo przez antropocen” na stronie wydawcy. Nauka o klimacie jest patronem medialnym książki.

The post Ocean coraz mniej lodowaty – fragment książki „Ostatnia minuta” Tomasza Ulanowskiego appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Rafy koralowe często są utożsamiane z położonymi płytko pod powierzchnią morza rafami tropikalnymi, takimi jak znajdująca się przy wschodnim wybrzeżu Australii Wielka Rafa Koralowa. Występują one w wodach ciepłych, dobrze nasłonecznionych, zasadowych, czystych i stosunkowo ubogich w składniki odżywcze, gdzie warunki środowiskowe są względnie stabilne przez cały rok. 

Mała zmienność warunków powoduje, że koralowce budujące te rafy mają wąski zakres tolerancji na różne czynniki m.in. temperaturę wody. Wystarczy, że przekroczy ona lokalną, maksymalną miesięczną średnią jedynie o 1-2°C, by doszło do załamania symbiozy korali madreporowych (rafotwórczych) z jednokomórkowymi glonami z rodziny Symbiodiniaceae, którym zawdzięczają żywe kolory i substancje odżywcze pochodzące z fotosyntezy. Dla większości gatunków ta symbioza jest konieczna dla ich przetrwania. Podobnie dzieje się w przypadku innych organizmów będących gospodarzami dla zooksantelli (jednokomórkowych glonów) np. ukwiałów. Mamy wtedy do czynienia z tzw. blaknięciem raf. 

Ponieważ symbionty zaspokajają około 90% potrzeb energetycznych korali, taka sytuacja oznacza niedożywienie, zmiany fizjologiczne i ryzyko śmierci. Jeśli anomalne warunki nie trwają zbyt długo symbioza może zostać przywrócona i koralowiec ma szansę na regenerację. W innym przypadku zamiera (Hoegh-Guldberg i in., 2017, Mies i in., 2020, Schoepf i in., 2021).

Badanie zdrowia raf – jak to się robi?

Aby porównać stan danej rafy w różnych okresach (np.: przed i po morskiej fali gorąca) często używa się wskaźnika zwanego stopniem pokrycia koralami (madreporowymi). Określa on jaka część powierzchni rafy jest pokryta żywymi koralami, bez opisywania dokładnego składu gatunkowego. Jego wartości mówią np. czy rafa odnawia się się po okresie blaknięcia. 

Aby wyznaczyć stopień pokrycia koralami, najczęściej prowadzi się obserwacje w małej skali (dziesiątki metrów) w wielu oddalonych od siebie miejscach (co najmniej o setki metrów) przy pomocy jednej z trzech metod:

1. zdjęć pokazujących szczegółowo fragment rafy w skali 1-10 m,
2. pomiarów taśmą lub filmowanie wzdłuż wyznaczonej linii, pozwalające opisać ilościowo strukturę społeczności w skali 10-100 m,
3. holowanie obserwatora za łodzią – określa on przybliżoną wartość w skali >=100 m. 

Wyniki z wielu pomiarów są uśredniane i podawane w procentach. Dwie pierwsze metody dają wyniki, których dokładność określona zgodnie z zasadami statystyki to ok. +-10% pokrycia. Dane z holowania są bardzo subiektywne – zależą od szacunków danego nurka, który ocenia stopień pokrycia w szerokich kategoriach (np.: 0, 1–10, 11–30, 31–50, 51–75, 76–100%). 

Ze względu na różne ograniczenia, także techniczne, jednie około 0,01-0,1% obszaru tropikalnych raf na świecie jest badane. Dzięki tym danym naukowcy mogą jednak ustalić trendy dotyczące ich stanu  (Hochberg i Gierach, 2021, raport AIMS 2021/22). 

Rafy tropikalne kiedyś a dziś

Pierwsze obserwacje blaknięcia fragmentów raf poczyniono co najmniej 100 lat temu. Jednak blaknięcie na dużą, geograficzną skalę nie zostało opisane w literaturze naukowej aż do 1979 r. W latach 80. epizody masowego blaknięcia zaczęły dotykać całych raf i regionów często skutkując zamieraniem budujących rafy koralowców. Wiele dowodów wskazuje na to, że jest to stosunkowo nowe zjawisko, które pojawiło się w wyniku rosnących temperatur wody morskiej (Hoegh-Guldberg i in., 2017).

Katastrofalne blaknięcia w ostatnich dekadach

Ogrzewanie oceanów wraz z innymi negatywnymi procesami (np. zanieczyszczeniem) doprowadziło do tego, że około 50% tropikalnych raf koralowych zostało już utraconych. Zmniejsza się także stopień pokrycia żywymi koralowcami (madreporowymi). O ile 1000-100 lat temu wskaźnik ten dla raf  Basenu Indo-Pacyficznego wynosił prawdopodobnie średnio ok. 50%, to w latach 80. było to ok. 40% i ok. 20% na początku XXI w. Jedynie ok. 2% raf tego regionu miało w 1 dekadzie XXI w. pokrycie zbliżone do historycznego (powyżej 60%).

W przypadku Wielkiej Rafy Koralowej stopień pokrycia zmniejszył się z ok. 30% w 1985 r. do ok. 15% w 2012, a 2/3 tego spadku miało miejsce po roku 1998 r. W największym stopniu przyczyniły się do tego silne cyklony, ale także masowe pojawianie się żerującej na koralowcach rozgwiazdy korona cierniowa oraz epizody blaknięcia. W przypadku raf karaibskich spadek pokrycia był jeszcze większy –  z średniej ok. 55% w 1977 r. do ok. 10% w 2012 r. Tutaj oprócz sztormów duże znaczenie miało także występowanie chorób koralowców i rozrastanie się glonów spowodowane przetrzebieniem żywiących się nimi zwierząt (Bruno i Selig, 2007, De’ath i in., 2012, Hochberg i Gierach, 2021).

Dane z 2022 – za wcześnie na optymizm

Ponieważ wraz z ocieplaniem Ziemi rośnie siła cyklonów oraz ryzyko chorób i blaknięcia koralowców, naukowcy przewidywali, że także Wielka Rafa Koralowa znajduje się na ścieżce spadku pokrycia do ok. 10% w latach 20. XXI w. Tak jednak się nie stało. Co więcej, według raportu Australian Institute of Marine Science, w 2022 r. odnotowano największe pokrycie w 36 letniej historii obserwacji. W przypadku raf na północ od Cooktown wzrosło ono z 27% w 2021 r. do 36% w 2022 r., w części centralnej z 26 do 33. Spadło jedynie w części południowej – z 38 do 34%. Te obserwacje przyniosły falę optymistycznych nagłówków medialnych (np. Wieka Rafa Koralowa może przetrwać! albo Wielka Rafa Koralowa zaczyna się odradzać!) i można by je uznać za pozytywny sygnał, jeśli chodzi o stan Wielkiej Rafy Koralowej, jednak cały obraz jest dużo bardziej złożony.

Po pierwsze, AIMS dokonuje pomiarów najmniej dokładną metodą, czyli przy pomocy holowania obserwatora. Po drugie, jedynie 1/3 zbadanych raf miało stopień pokrycia zbliżony do historycznego (30-50%). Po trzecie, pojedyncze wydarzenia nie są w stanie przełamać wieloletnich trendów, a te nie są zbyt optymistyczne, tym bardziej, że „zyski” z danego roku mogą zostać łatwo utracone. Tak stało się w południowej części Wielkiej Rafy Koralowej w 2021 r. Z powodu masowego pojawiania się korony cierniowej zniszczone zostało wtedy około 1/3 pokrywy odbudowanej na przełomie 2020 i 2021 r. „To pokazuje jak wrażliwa jest Rafa na nagłe, silne zakłócenia, które pojawiają się coraz częściej i trwają dłużej” – podsumowuje prezes AIMS, dr Paul Hardisty. Dotyczy to także m.in. morskich fal gorąca (zobacz Skwar w oceanie, część 1: coraz dłuższe morskie fale gorąca, Skwar w oceanie, część 2: zamierające ekosystemy, De’ath i in., 2012, raport AIMS 2021/22).  

Coraz trudniejsza regeneracja raf

Ekstremalne temperatury mogą prowadzić do zamierania całych połaci raf, jednak nawet stres cieplny, który nie prowadzi do śmierci kolonii, ma negatywny wpływ na koralowce. Jego długotrwałym skutkiem jest m.in. obserwowany od lat 90. spadek tempa wapnienia (mineralizacji) korali madreporowych na tropikalnych rafach, w tym Wielkiej Rafie Koralowej, o ok. 15-20%. Powoduje to wolniejsze rozrastanie się raf, gdyż szkieleciki zbudowane z węglanu wapnia są podstawą jej “konstrukcji”. Do tego zbyt wysokie temperatury wody pogarszają sukces reprodukcyjny koralowców i wpływają negatywnie na osiadanie ich larw. 

Duże znaczenie dużych kolonii

Badania pokazują, że tam, gdzie pogarszają się warunki środowiskowe widoczny jest nieproporcjonalnie silny spadek liczby małych (młodych) kolonii. Taka sytuacja miała miejsce np. po epizodach wybielania w 2016 i 2017 r. na Wielkiej Rafie Koralowej. Liczebność małych koloni spadła wtedy gwałtownie o 55-75% w zależności od badanego miejsca. Był to efekt zamarcia dużych (“starych”) koloni. Największe kolonie są najbardziej płodne, stanowią więc podstawowe „stado lęgowe”, konieczne do uzupełniania strat w populacjach. Gdy ich brakuje, mniej jest larw i w konsekwencji młodocianych osobników, które  mogłyby “uzupełnić straty” (Dietzel i in., 2020). 

To już nie te same rafy

Epizody blaknięcia, a w konsekwencji zamierania części koralowców, mogą dodatkowo prowadzić do zmiany składu gatunkowego rafy.  Nową pokrywę koralową mogą na początku tworzyć głównie szybko rosnące gatunki, np. z rodzaju Acropora. Ich szybkie rozrastanie powoduje zwiększanie stopnia pokrycia, dzięki czemu już rok czy dwa po zniszczeniu rafy obserwacje mogą pokazać optymistyczny trend odradzania rafy (porównaj ilustracja 5, lata 2016-2020).  Problemem w tym, że Acropora są bardzo wrażliwe na uszkodzenia przez silne fale pojawiające się na skutek wichur i cyklonów. Łatwo także ulegają blaknięciu i są preferowanym pożywieniem rozgwiazd korona cierniowa. Tam gdzie dominują te korale pokrycie może więc gwałtownie się zmniejszyć. Tak stało się np. w przypadku południowej części Wielkie Rafy Koralowej w 2021 r. (De’ath i in., 2012, Morais i in., 2021, raport AIMS 2021/22).

Fale gorąca mogą przetrwać bardziej odporne gatunki np. Turbinaria spp czy Porites spp. Są to jednak gatunki, które bardzo wolno rosną. Ekstrema mogą pogarszać także ich stan zdrowia, co jednak łatwo jest przeoczyć podczas obserwacji, ze względu na mały stopień uszkodzenia. Skutkiem będzie jednak słabsze rozmnażanie i brak młodych kolonii. Zamieranie koralowców i zaburzenia w ich rozmnażaniu będą w dłuższym terminie prowadzić do zmniejszania pokrycia, złożoności, różnorodności i żywotności zgrupowań koralowców. Rafy będą się coraz bardziej zmieniać,a możliwość ich regeneracji –  pogarszać.  

Kolejne zagrożenie: odtlenienie oceanu

Co więcej, nie tylko wysokie temperatury czy zakwaszanie zagrażają koralom. Pod koniec września 2010 r. w Bocas del Toro na karaibskim wybrzeżu Panamy po raz pierwszy udokumentowano skutki warunków beztlenowych dla raf. Wysokie temperatury wody, słabe wiatry oraz wysoki poziom eutrofizacji i zanieczyszczenia składnikami organicznymi w zatoce Almirante doprowadziły do lokalnego odtlenienia wody. Skutkiem tego zdarzenia było zamarcie praktycznie wszystkich kolonii korali od głębokości 10-12 m do dna rafy – rafa została zniszczona właściwie w przeciągu kilku dni. Co gorsza kolonie nie zregenerowały się po tym zdarzeniu i zmienił się skład gatunkowy rafy (zobacz też: Niedoceniany problem pod powierzchnią oceanów) (Cant i in., 2020, Dietzel i in., 2020, Johnson i in., 2021, Morais i in., 2021).

Kiepskie prognozy dla tropików

Dowody na to, że rafy koralowe są w stanie adaptować się w tempie wystarczającym by dotrzymać kroku gwałtownemu ocieplaniu i zakwaszaniu oceanów są minimalne. Szczególnie jeśli weźmie się pod uwagę to, że koralowce są długowieczne a tempo ich ewolucji niezwykle powolne. Twierdzenie, że tropikalne rafy koralowe będą migrować na wyższe szerokości, gdy temperatury wody będą tam rosły, jest również bezpodstawne, choć część gatunków tropikalnych faktycznie może się tam pojawiać (patrz np. Koralowce w pułapce). Będą one jednak najprawdopodobniej rzadkie w regionach podzwrotnikowych i w dużej mierze zależne, jeśli chodzi o larwy potrzebne do budowy nowych kolonii, od dużych kolonii tropikalnych (Hoegh-Guldberg i in., 2017, Cant i in., 2020). 

Prognozy opierające się na aktualnym tempie emisji gazów cieplarnianych wskazują, że przy ociepleniu o ok. 1,5°C 70-90% koralowców budujących tropikalne rafy zginie. W regionach występowania tych ekosystemów pojawią się nowe prowincje biogeochemiczne, gdzie panujące warunki będą sprzyjać raczej niewielkiej grupie organizmów. 

Największe ryzyko dotyczy regionu Indo-Pacyficznego, gdzie znajduje się m.in. Wielka Rafa Koralowa. Naukowcy z zespołu Christophera Trisosa wskazują, że co najmniej 90% gatunków we wszystkich społecznościach tego regionu będzie narażone na bezprecedensowe dla nich temperatury jeszcze przed 2100 r.. Będzie to miało ogromny wpływ na bioróżnorodność i usługi ekosystemowe zarówno na lądach jak i w morzach. 

Choć nie ma pewności, gdzie znajdują się „bezpieczne” granice utraty gatunków pozwalające utrzymać dalej funkcje ekosystemów, to metaanalizy sugerują, że spadek o 20% różnorodności gatunkowej może być jednym z możliwych progów (patrz Nagłe załamywanie się ekosystemów – kiedy nastąpi?). Tropikalne rafy koralowe mogą łatwo zbliżyć się w przyszłości do tego progu. Tym bardziej, że w przypadku kontynuowania obecnego tempa emisji w przeciągu najbliższych 30 lat nastąpi nagła zmiana warunków środowiskowych w miejscu życia wielu organizmów na takie, co do których nie istnieje praktycznie żadna wiedza dotycząca tego, czy dadzą radę w nich przetrwać. Jeśli obejmie to gatunki siedliskotwórcze, takich jak koralowce madreporowe, to los całych ekosystemów będzie zagrożony, nawet jeśli próg 20% nie zostanie przekroczony (wkrótce przeczytasz o tym w naszym kolejnym arykule) (Trisos i in., 2020, Howells i in., 2021, Lotterhos i in., 2021).

Rafy, które mają szansę przetrwać

Płytko położone tropikalne rafy koralowe, choć są najbardziej znane, nie są jednak jedynymi rafami na świecie. Na większych głębokościach (40-150 m) w wielu regionach znajdują się tzw. rafy mezofotyczne (słabo oświetlone, „rafy cienia”). Pokrywają one prawdopodobnie obszar podobny do tego, który zajmują przypowierzchniowe rafy w ciepłych wodach. Rafy cienia gromadzą węglan wapnia w dużo mniejszym tempie od tropikalnych (o ile w ogóle go gromadzą), gdyż przy niskim poziomie oświetlenia, niszczenie i rozpuszczanie przewyższa jego produkcję (zobacz też: Mit: Wzrost emisji CO2 nie ma wpływu na oceany). Takie ekosystemy są jednak, podobnie jak rafy zbudowane z węglanu wapnia, ważnym środowiskiem życia dla wielu organizmów, w tym gatunków istotnych z gospodarczego punktu widzenia. Wciąż są też na nich odkrywane nowe gatunki, gdyż rafy te są zazwyczaj trudno dostępne (Hoegh-Guldberg i in., 2017).

Rafy cienia na południowym Atlantyku

Szczególnym przykładem są rafy występujące na południowym Atlantyku. Mają one cechy, które powodują, że są mniej narażone na blaknięcie niż rafy z Oceanu Indyjskiego i Spokojnego:

• rozmieszczenie na większych głębokościach – średnia maksymalna głębokość występowania 70 m,
• większa tolerancja na mętną wodę, prawie 60% gatunków występuje w takich warunkach,
• większa tolerancja na wyższe stężenie składników odżywczych, ponieważ koncentracja związków azotu jest naturalnie podwyższona w południowym Atlantyku, 
• bardziej odporna na zniszczenie budowa, dominują formy masywne, stanowiące ok. 2/3 gatunków,
• bardziej elastyczne związki symbiotyczne: różne gatunki korali mogą się wiązać z różnymi symbiotycznymi glonami, w przeciwieństwie np.: do Wielkiej Rafy Koralowej, gdzie dużo gatunków preferuje określonego glona. 

Dzięki temu śmiertelność koralowców na skutek blaknięcia jest na południowym Atlantyku o ok. 60% mniejsza niż w Basenie Indo-Pacyficznym i o ok. 50% w porównaniu do Karaibów. 

Południowy Atlantyk jest do tego w mniejszym stopniu narażony na morskie fale gorąca niż inne regiony Wszechoceanu. Największe rafy tego regionu znajdują się na wokół Archipelagu Abrolhos, gdzie napływają chłodne wiry prądów morskich zmniejszające ewentualny stres termiczny. Kombinacja bardziej odpornych gatunków i mniejszej liczby fal gorąca powoduje, że rafy południowoatlantyckie, które w sumie rozciągają się na długości ok. 3000 km, są postrzegane przez naukowców jako pewnego rodzaju schronienie, gdzie wiele gatunków koralowców może przetrwać nawet w przypadku bardzo dużego wzrostu globalnej temperatury (Mies i in., 2020).

Zimnowodne rafy koralowe

Dużo głębiej od raf cienia (nawet do 3000 m pod powierzchnią wody) można znaleźć tzw. zimnowodne rafy koralowe. Szczególnie duże rafy zimnowodne (zajmujące obszar ok. 2 000 km² i mające nawet powyżej 8 tys. lat), zostały odkryte w ostatnich dekadach w wodach u wybrzeży Norwegii, znajdują się jednak one we wszystkich oceanach świata. Tworzące je koralowce nie żyją w symbiozie z glonami, ale wyłapują cząsteczki organiczne z wody. Bytują tu przede wszystkim gatunki budujące szkieleciki z węglanu wapnia, rafy te są więc wrażliwe na spadek pH wody. 

Wiele głębokowodnych koralowców (np.: korale madreporowe z rzędu Alcyonacea (korkowce)) ma niezwykle niskie tempo odtwarzania, przez co regeneracja tych raf po zakłóceniach antropogenicznych jest bardzo powolna. Rafom tym zagrażają m.in. połowy przy pomocy trału dennego, poszukiwanie i wydobywanie węglowodorów, górnictwo podwodne, kładzenie kabli i rur, zanieczyszczenie wody i zrzut śmieci. W przyszłości można się niestety spodziewać nasilenia szkodzących im aktywności ludzi, jednak część z raf ma szansę trwać dalej nawet mimo zachodzącej zmiany klimatu (Hoegh-Guldberg i in., 2017).

Rafy w warunkach ekstremalnych

„Ostatnim bastionem” koralowców mogą być także środowiska ekstremalne. Żywe kolonie są znajdowane m.in. u ujścia podmorskich źródeł w wodach koło Półwyspu Jukatan (Meksyk), gdzie pH spada do 7,7. Koralowce żyjące w Zatoce Perskiej są natomiast w stanie przetrwać temperatury wody sięgające 35^oC, dzięki wysokiej odporności na stres oksydacyjny i dzięki tolerującym gorąco endemicznym gatunkom glonów, z którymi żyją w symbiozie. 

Te cechy skłoniły zresztą naukowców do tworzenia hybryd w przypadku niektórych gatunków z odmianami z Oceanu Indyjskiego. Chciano sprawdzić, czy hybrydy lepiej sobie poradzą od lokalnych osobników z rosnącymi temperaturami wody tego akwenu. Wyniki eksperymentów były obiecujące, jednak naukowcy zastrzegli, że w naturalnych warunkach może on się nie powieść. Poleganie na sztucznych metodach rozmnażania koralowców czy ich „nasadzaniu” nie będzie miało znaczącego wpływu na przetrwanie raf. Dużo ważniejsza jest ochrona bioróżnorodności pozwalająca utrzymać jak największy „zasobnik” genotypów odpornych na różne środowiskowe stresy (Camp i in., 2018, Howells i in., 2021). 

Rafy NIE mają się coraz lepiej

Choć różne medialne doniesienia mogą wywoływać wrażenie, że tropikalne rafy koralowe mają szansę przetrwać do końca XXI w., to dane gromadzone przez naukowców wskazują, że jest to mało prawdopodobne przy obecnym tempie emisji gazów cieplarnianych. Nasze wnuki nie będą miały raczej szansy zachwycać się bogactwem Wielkiej Rafy Koralowej podczas snorkelingu. Pocieszającym dla nas faktem może być to, że w głębinach zapewne przetrwają inne rafy, o ile nie zniszczymy ich eksploatując bez umiarkowania naturalne bogactwa oceanów.   

Anna Sierpińska, konsultacja merytoryczna prof. Jan Marcin Węsławski

The post Rafy koralowe – czy któreś przetrwają globalne ocieplenie? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Morskie ekosystemy stoją obecnie w obliczu szeregu zagrożeń, w tym przełowienia, zakwaszania i zanieczyszczenia plastikiem, ale okresy ekstremalnych temperatur mogą powodować gwałtowne, znaczne zmiany ekologiczne prowadzące do utraty ekosystemów, lokalnego wymierania, zredukowanych połowów i zmian w sieciach pokarmowych. 

Głównym problemem jest to, że oceany znacznie ogrzały się w wyniku antropogenicznej zmiany klimatu, więc morskie fale gorąca stają się częstsze i najprawdopodobniej zintensyfikują się w najbliższych dekadach. Tak jak atmosferyczne fale upałów mogą niszczyć uprawy, lasy i [przetrzebić] populacje zwierząt, morskie fale gorąca mogą dewastować ekosystemy w oceanach.

– mówi dr Dan Smale, badacz w brytyjskim Marine Biological Association.

Według Davida Diaza z Hiszpańskiego Instytutu Oceanograficznego, morskie fale gorąca są wręcz „odpowiednikiem podmorskich pożarów, w których fauna i flora ginie tak jakby została spalona” (zobacz też: Skwar w oceanie, część 1: coraz dłuższe morskie fale gorąca).  

Badania pokazują, że morskie fale gorąca powodują m.in:

• zamieranie lasów wodorostów,
• bielenie raf koralowych,
• spadek ilości fitoplanktonu na powierzchni oceanów ze względu na zwiększoną stratyfikację (uwarstwienie) wody, 
• mniejszą produktywność biologiczną morskich ekosystemów,
• masową śmierć morskich bezkręgowców na skutek stresu cieplnego,
• gwałtowne, duże zmiany zasięgów gatunków roślin oraz zwierząt i związane z tym zmiany struktur morskich społeczności,
• nieodwracalne zmiany fizjologiczne w organizmach,
• zmiany w zachowaniu zwierząt.

Skutki fal gorąca mogą być do tego odczuwane przez morskie ekosystemy jeszcze wiele miesięcy, a nawet lat po zakończeniu tego zdarzenia (Frölicher i in., 2018, Oliver i in., 2018, Juza i in., 2022).

Blada przyszłość korala szlachetnego

Jednym z pierwszych zdarzeń, którego skutki dla morskich organizmów udokumentowano, była trwająca około miesiąca fala gorąca w 2003 r. w północno-zachodniej części Morza Śródziemnego. Temperatury wody przekraczały wtedy wieloletnią średnią o ok. 3°C. Doprowadziło to do masowego zamierania organizmów żyjących na dnie m. in. koralowców takich jak koral szlachetny czy Paramuricea clavata, tworzących siedliska będące domem około 10% śródziemnomorskich gatunków roślin i zwierząt. Badania przeprowadzone w 15 lat po tym wydarzeniu pokazały, że koralowce te nie zregenerowały się, prawdopodobnie także z powodu kolejnych fal upałów (w latach 2009, 2016 i 2018). Wręcz  przeciwnie – część kolonii znalazła się na skraju lokalnego wyginięcia. Cristina Linares, profesorka na Wydziale Biologii Uniwersytetu w Barcelonie wskazuje, że

podczas tych fal upałów warunki temperaturowe na badanych obszarach osiągnęły ekstremalne poziomy, które są niezgodne z wymaganiami życiowymi tych koralowców, co prawdopodobnie spowodowało nowe epizody wymierania zdziesiątkowanych populacji, uniemożliwiając [im] regenerację. 

Morska fala gorąca w 2022 r., podczas której temperatury wody już w czerwcu i lipcu były w niektórych miejscach wyższe od średnich o 6^oC na pewno będzie kolejnym zdarzeniem negatywnie wpływającym na te organizmy. 

Choć przyszłość niektórych gatunków koralowców z Morza Śródziemnego wygląda kiepsko, to naukowcy wskazują, że istnieją obszary, gdzie z powodu różnych czynników ekstremalne zdarzenia będą pojawiać się rzadziej. Ochrona tych miejsc pozwoliłaby stworzyć pewnego rodzaju azyle, gdzie koralowce mogłyby mieć większe szanse  na regenerację, a tym samym możliwe byłoby ich dłuższe przetrwanie (Frölicher i in., 2018, Gómez-Gras i in., 2021. Juza i in., 2022).  

Martwe rafy koralowe w tropikach

Podobnie mało optymistyczna przyszłość rysuje się przed koralowcami tworzącymi płytkowodne tropikalne rafy. Ich blaknięcie powodują kilkutygodniowe okresy (zazwyczaj 4-8 tygodni), gdy woda jest cieplejsza niż średnia temperatura powierzchni w lecie. Morskie fale gorąca bez wątpienia więc przyczyniają się do tych epizodów. Co więcej, ze względu na ich zwiększoną częstotliwość, do wybielania raf koralowych dochodzi obecnie statystycznie co 6 lat (w  latach 80. było to 25-30 lat), gdy tymczasem okres ich regeneracji przekracza 10 lat. Brak możliwości regeneracji oznacza w nadchodzących dekadach coraz większe pogarszanie stanu zdrowia raf koralowych, tym bardziej, że nawet koralowce, które nie straciły zooksantelli (nadających im kolor jednokomórkowych glonów, z którymi żyją w symbiozie) są osłabione w wyniku stresu cieplnego i podatne na choroby. 

Obecnie żywe koralowce zajmują połowę obszaru w porównaniu do lat 50. Eksperci zgadzają się co do tego, że rafy koralowe, które przetrwają do końca XXI w. będą jedynie w niewielkim stopniu przypominać te, które żyją obecnie. Punkt krytyczny raf koralowych został bowiem przekroczony już w latach 80. XX w., gdy stężenie CO₂ w atmosferze osiągnęło ok. 350 ppm. Wynika to z faktu, że odpowiedź oceanów na dany poziom skumulowanych emisji gazów cieplarnianych jest opóźniona o kilka dekad. Dopiero teraz widzimy więc skutki zmian, które zostały „zafiksowane” ponad 40 lat temu. 

Natychmiastowe zmniejszenie emisji ograniczyłoby jednak niszczenie części raf koralowych w długim terminie, tym bardziej, że  wpłynęłoby także na intensywność morskich fal gorąca. W przypadku raf na Oceanie Spokojnym pozytywne efekty widoczne byłyby już w pierwszej połowie tego wieku. (zobacz: Skwar w oceanie, część 1: coraz dłuższe morskie fale gorąca) (Ruthrof i in., 2018, raport Global Environment Outlook 6, 2019, raport IPCC „Oceany i kriosfera w zmieniającym sie klimacie”, 2019, Eddy i in., 2021).

Ginące  lasy wodorostów

Koralowce i wodorosty, to tak zwane gatunki tworzące siedliska: dzięki nim powstaje środowisko życia dla innych organizmów, którym dostarczają pożywienia i schronienia. Ich odporność na zmianę klimatu, w tym możliwość odtwarzania się, ma więc kluczowe znaczenie dla przetrwania przez ekosystemy morskie różnych zaburzeń w dłuższym terminie. Niestety obserwacje pokazują, że nie tylko koralowce źle znoszą morskie fale gorąca.

Fala gorąca na początku 2011 r. na zachodnim wybrzeżu Australii, gdy anomalie temperatury powierzchni wody osiągały w niektórych miejscach nawet 5°C, doprowadziła m.in. do  masowej śmierci ryb. Z upływem czasu ujawniały się jednak także inne konsekwencje tego zdarzenia. Jedną z nich było zniknięcie lasów wodorostów wzdłuż setek kilometrów wybrzeża od Kalbarri do Perth. 

Analiza przeprowadzona 2 lata później pokazała, że porośnięty przez nie obszar skurczył się o ok. 40%. Pojawienie się w 2011 r. w przybrzeżnych wodach tropikalnych ryb i bezkręgowców, zmodyfikowało skład gatunkowy lokalnych zgrupowań. Ograniczyło to możliwość odtworzenia tych lasów i zostały one zastąpione na części wybrzeża innego rodzaju siedliskiem. Śmierć morskich roślin podczas tej fali gorąca spowodowała także uwolnienie znacznej ilości węgla organicznego do atmosfery oraz zmiany w ekosystemach „rozlewające się” w górę łańcuchów pokarmowych (zobacz też: Skwar w oceanie, część 1: coraz dłuższe morskie fale gorąca) (Pearce i in., 2011, Pearce i Feng, 2013, Wernberg i in., 2016, raport IPCC „Oceany i kriosfera w zmieniającym się klimacie”, 2019, Viglione, 2021). 

Jedną z ofiar tych zmian stały się butlonosy indyjskie, których lokalna populacja skurczyła się o ok. 10%. Zmniejszyła się także liczba rodzących się młodych. Z powodu masowego ginięcia bezkręgowców i ryb, które utraciły swoje miejsca do życia, delfinom po prostu zaczęło brakować pożywienia. Choć delfiny mają wysokie zdolności adaptacyjne – wykazują wysoki stopień plastyczności zachowań – to nawet one mogą przystosować się do zmian tylko gdy są one powolne. Jednak morska fala gorąca to – z punktu widzenia ekosystemów – zjawisko gwałtowne. Niedożywienie było również powodem spadku liczby lęgów pingwinów małych (z dwóch do jednego rocznie) oraz słabej kondycji piskląt w kolonii zamieszkującej Wyspę Pingwinią, leżącą na zachodnim wybrzeżu Australii (Pearce i in., 2011, Wild i in., 2019).

Ofiary morskiego gorąca: ryby, ptaki, wieloryby…

Brak odpowiedniego pożywienia był także podstawową przyczyną wysokiej śmiertelności różnych gatunków zwierząt w przypadku rekordowej morskiej fali gorąca w 2014-2016 r. na wschodnim Pacyfiku (tzw. The Blob). W jej trakcie maksymalna anomalia temperatury powierzchni wody w stosunku do 1981-2010 osiągała lokalnie i czasowo ponad 6 stopni (np. zimą 2015/2016 w Zatoce Alaski). Interakcje pomiędzy ciepłym oceanem a atmosferą doprowadziły m.in. do stłumienia silnych wiatrów, co osłabiło wynoszenie na powierzchnię zimniejszych wód z głębin (zobacz też: Skwar w oceanie, część 1: coraz dłuższe morskie fale gorąca) (Cornwall, 2019 , raport IPCC „Oceany i kriosfera w zmieniającym się klimacie”, 2019).

Wysokie temperatury wody, a tym samym utrzymujące się jej uwarstwienie i brak dopływu składników odżywczych z głębin, spowodowały spadek biomasy fitoplanktonu (o związku wysokich temperatur z uwarstwieniem oceanu przeczytasz w tekście Coraz większe rozwarstwienie oceanu). Pociągnęło to za sobą zniknięcie części żywiących się nim gatunków zooplanktonu, będących z kolei pokarmem mniejszych ryb. W roku 2015 odnotowano m.in. najmniejszą liczebność  kryla w 18-letniej historii obserwacji. 

Jednocześnie wraz ze wzrostem temperatury wody zwiększa się tempo metabolizmu zwierząt zmiennocieplnych, w tym ryb, a tym samym ich zapotrzebowanie energetyczne. Szacuje się, że ocieplenie wody w Zatoce Alaski o 2°C zwiększyło potrzeby pokarmowe głównych gatunków żyjących tu ryb drapieżnych sumarycznie o ponad 60%. Dodatkowo skutki fali gorąca mogą być wzmacniane przez zakwaszanie wody i ubytek tlenu. Aby chronić się przed negatywnymi oddziaływaniami tych zjawisk zwierzęta potrzebują dodatkowej energii z pożywienia. Zwiększone żerowanie drapieżnych ryb doprowadziło w konsekwencji do dalszego przetrzebienia ławic mniejszych ryb, które i tak były w słabszej kondycji z powodu niedożywienia. Ta sytuacja odbiła się bardzo negatywnie na rybożernych ptakach i ssakach morskich. Z głodu zginęło m.in. około 1 mln nurzyków zwyczajnych (ok. 1 /5 ich populacji). Są to najbardziej powszechne rybożerne ptaki rozmnażające się na półkuli północnej. Choć na ogół świetnie sobie radzą, takie ekstremalne sytuacje jak The Blob pokazały, że także one mają wyraźne granice możliwości przetrwania (Cornwall, 2019 , Piatt i in., 2020).

To wymieranie nurzyków było bezprecedensowym wydarzeniem na skalę światową jeśli chodzi o wielkość, rozległość i czas trwania. Dla porównania: w wyniku wycieku ropy naftowej ze statku Exxon Valdez w 1989 r. u wybrzeży Alaski zginęło szacunkowo 300 000 – 645 000 ptaków  morskich (z czego 3/4 to były nurzyki zwyczajne). Oprócz nurzyków ofiarami The Bloba padły dziesiątki lub setki tysięcy innych ptaków takich jak maskonury złotoczube czy nurniczki ciemne a także setki do tysięcy młodych uchatek kalifornijskich i wiele kotików meksykańskich. 

Na plażach Alaski i Kolumbii Brytyjskie znaleziono 79 długopłetwców i płetwali zwyczajnych wyrzuconych na brzeg (rekordowa liczba w historii obserwacji). Letnia populacja długopłetwców była w tych regionach w 2018 r. ponad 50% mniejsza niż 2013 r., obserwowano „kościste”, zagłodzone wieloryby, a w  latach 2014–2018 praktycznie nie pojawiły się żadne młode w Zatoce Lodowców (Cornwall, 2019 , Piatt i in., 2020).  Julia Parrish, profesorka Uniwersytetu Waszyngtońskiego, podsumowuje: 

Wszystko to – także masowe  zgony nurniczków zwyczajnych i  maskonurów złotoczubych – pokazuje, że świat cieplejszych oceanów to bardzo inne środowisko i bardzo inne ekosystemy wybrzeży dla wielu morskich gatunków

Toksyczne glony

Sytuację zwierząt w czasie „The Bloba” pogorszył jeszcze największy w historii zakwit toksycznych gatunków okrzemek (Pseudo-nitzschia) od  Kalifornii aż do Alaski w 2015 r. Produkowane przez nie toksyny takie jak saksitoksyna i kwas domoikowy przedostają się do łańcucha pokarmowego i są często wykrywane w organizmach szczytowych drapieżników morskich. W 2015 r. odnotowano rekordową obecność kwasu domoikowego w ssakach morskich i owocach morza. Związek kumulował się w m.in. sardelach, będących głównym pożywieniem nurzyków zwyczajnych. Choć nie było to główną przyczyną ich wysokiej śmiertelności, to na pewno przyczyniło się do pogarszania ich stanu zdrowia. Mogło mieć to też wpływ na długopłetwce, które także żerowały na sardelach (Zobacz też: Urlop z sinicami) (Cavole i in., 2016 , raport IPCC „Oceany i kriosfera w zmieniającym się klimacie”, 2019, Piatt i in., 2020, Santora i in., 2020).

Wojna o homary

Wysokie stężenie kwasu domoikowego w owocach morza spowodowało m.in. zamknięcie łowisk krabów od Waszyngtonu do Kalifornii. Wynikające z tego straty gospodarcze wyniosły od roku 2015 do lutego 2016 ok. 48 mln dolarów. Również rybołówstwo dalekomorskie odczuło konsekwencje „Bloba”, np. w Zatoce Alaski i na Morzu Beringa spadła kondycja i -w przypadku niektórych gatunków- także liczebność ważnych gospodarczo ryb drapieżnych takich jak dorsze czy halibuty. 

Ogólnie szacuje się, że z powodu ocieplenia oceanów połowy ryb spadły między rokiem 1930 a 2010 o ok. 15-35% w zależności od regionu. Straty gospodarcze z tym związane mogą dodatkowo rosnąć w wyniku morskich fal gorąca. Na przykład straty w połowach sardeli peruwiańskiej mogą sięgnąć według prognoz 600 milionów dolarów rocznie w połowie XXI w.. Szacuje się, że obecnie każde pojedyncze zdarzenie tego typu powoduje globalnie straty bezpośrednie przekraczające 800 mln dolarów i pośrednie powyżej 3,1 mld dolarów rocznie przez kilka lat. Spory gospodarcze z tego wynikające mogą prowadzić nawet do wzrostu napięć między państwami – najbardziej znanym przykładem są konflikty między USA i Kanadą dotyczące połowów homarów (zobacz też film Lobster War) (Mills i in., 2013, Cavole i in., 2016, Piatt i in., 2020, Cheung i in., 2021, Smith i in., 2021).

Ocieplenie oceanów i morskie fale gorąca wpływają na liczebność, śmiertelność, wzrost i fenologię morskich organizmów. Według szacunków na każdy 1°C globalnego ocieplenia biomasa morskich organizmów spada o ok. 5%. Ponieważ poszczególne gatunki w różnym stopniu radzą sobie ze zmieniającymi się warunkami środowiskowymi, przekształcaniu ulegają całe lokalne ekosystemy (Lotze i in., 2019). 

Naukowcy oceniają, że przy ociepleniu o 2–3,5°C intensywność, częstotliwość, czas trwania oraz zasięg przestrzenny morskich fal gorąca spowoduje bezprecedensowe i nieodwracalne zmiany w funkcjonowaniu i stabilności morskich ekosystemów. Może to prowadzić do pustoszenia całych fragmentów oceanów, które będą tracić możliwość świadczenia usług ekosystemowych takich jak sekwestrowanie (wychwyt i składowanie) węgla organicznego czy dostarczanie pożywienia dla ludzi (Oliver i in., 2018, Free i in., 2019). 

Jak to może wyglądać można było się przekonać np.  podczas fali gorąca w Kanadzie w czerwcu i lipcu 2021 r. Kombinacja wysokich temperatur powietrza oraz wód przybrzeżnych doprowadziła do zdziesiątkowania morskich bezkręgowców w tym małży tworzących siedliska. Na samym wybrzeżu wyspy Vancouver zginęła tak ogromna liczba bezkręgowców, że odtworzenie populacji niektórych gatunków małży czy rozgwiazd może zająć nawet dekadę. Biorąc pod uwagę, że zarówno morskie jak i atmosferyczne fale gorąca stają się częstsze, rodzi to pytanie, czy jest w ogóle szansa by te ekosystemy kiedykolwiek wróciły do pierwotnego stanu. W Zatoce Alaski część populacji roślin i zwierząt nadal daleko jest od kondycji, którą miały przez Blobem, a w niektórych miejscach Zatoki ekosystemy już uległy trwałemu przekształceniu (Mills i in., 2013, Suryan i in., 2021, Weitzman i in., 2021, Gabriele i in., 2022). 

W związku z nasilającym się globalnym ociepleniem, fale morskich upałów robią się coraz częstsze i coraz bardziej dotkliwe. Warto przy tym pamiętać, że rzadko są jedynym obciążeniem dla poszczególnych ekosystemów. Często nakładają się na inne problemy, np. zanieczyszczenie, rabunkową gospodarkę człowieka, zakwaszenie oceanu. Współwystępowanie tych czynników może powodować, że ekosystem, który poradziłby sobie z jednym z nich, ulega jednak degradacji.

Anna Sierpińska, konsultacja merytoryczna: prof. Jan Marcin Węsławski

The post Skwar w oceanie, część 2: zamierające ekosystemy appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.