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Wir gehen davon aus, dass der Himmel blau ist, die Blätter grün sind und das Meer blau-grün ist, aber die Wissenschaftler warnen, dass einige dieser Dinge nicht lange gleich bleiben. Während das Klima der Erde wärmt, sagen Wissenschaftler, wird sich die Farbe des Wassers in den Ozeanen der Welt mit der Zeit ändern - und dies könnte im nächsten Jahrhundert geschehen.
Neue Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology und des National Oceanography Centre Southampton im Vereinigten Königreich zeigen, dass sich fast zwei Drittel der Weltmeere bis 2100 erheblich unterscheiden könnten, da der Klimawandel nach wie vor auf der Erde Verwüstungen verursacht und dass sich die Farben ändern werden mit großen Konsequenzen kommen.
In einer Zeitung veröffentlicht am Montag in der Zeitschrift Nature Communications, berichtet das Team, dass sie die Farbe des Meerwassers als "Signatur" für steigende Wassertemperaturen verwenden können.
In den nächsten 80 Jahren, so schreiben sie, wird sich die Farbe so verändern, dass sie von Satelliten wahrgenommen werden kann, wahrscheinlich nicht mit bloßem Auge: Die warmen, blauen Teile des Ozeans werden blauer, die kalten, grünen Teile des Ozeans grüner werden. Mithilfe von Satellitenbildern konnte das Team feststellen, welche Farblicht das Wasser reflektiert, selbst wenn die Unterschiede sehr gering sind. Da verschiedene Teile des Ozeans in den nächsten Jahrzehnten ihre Farbe ändern, können die Wissenschaftler anhand der sich ändernden Farbtöne feststellen, wie warm der Ozean in diesen Regionen ist.
Die Farbe des Ozeans ist das Ergebnis der Art und Weise, in der Wasser Licht absorbiert und streut, das wiederum durch im Wasser gelöste Mineralien und die Anwesenheit der winzigen, grünen, als Phytoplankton bekannten photosynthetischen Organismen beeinflusst wird. Wenn sich die Ozeane erwärmen, prognostiziert das Team, dass die warmen Regionen mit weniger Phytoplankton wahrscheinlich unterstützen werden sogar weniger Das Leben - blauer werdend - während wärmere Temperaturen in kalten Regionen des Ozeans größere Planktonpopulationen fördern und grün werden lassen.
Wissenschaftler verwenden häufig Satellitendaten, um den Gehalt an Chlorophyll-a, einer in der Photosynthese verwendeten grünen Chemikalie, zur Messung des Phytoplanktons zu bestimmen. Wo es viel Chlorophyll-a gibt, gibt es viel Phytoplankton, das wiederum mit der Wassertemperatur in dieser Region korreliert.
"Chlorophyll verändert sich, aber man kann es aufgrund seiner unglaublichen natürlichen Variabilität nicht wirklich sehen", sagt Dr. Stephanie Dutkiewicz, Wissenschaftlerin am Planetariumswissenschaftler am MIT und erste Autorin der Zeitung. „In einigen dieser Wellenbereiche kann es jedoch zu einer signifikanten, klimabedingten Verschiebung des Signals kommen, das an die Satelliten gesendet wird. Deshalb sollten wir bei Satellitenmessungen nach einem echten Signal der Veränderung suchen."
Das Team verbessert diese Farberkennungsmethode jedoch mit einer Metrik, der sogenannten Remote Sensing Reflection (RSS), die schätzt, wie viel Licht auf das Wasser reflektiert wird. Diese Maßnahme ist, was noch wichtiger ist, noch genauer als die Messung der Farbveränderungen von Chlorophyll, und sie schwankt von Saison zu Saison nicht so stark wie Phytoplankton. RSS sei der zuverlässigste Indikator dafür, wie schnell sich unsere Ozeane aufgrund des Klimawandels erwärmen.
"Die Änderung ist keine gute Sache, da sie definitiv den Rest des Nahrungsnetzes beeinflussen wird", sagte Dutkiewicz CNN. "Phytoplankton befindet sich an der Basis, und wenn sich die Basis ändert, gefährdet dies alles andere entlang des Nahrungsnetzes und reicht weit genug zu Eisbären oder Thunfischen oder zu allem, was Sie essen oder gerne in Bildern sehen möchten."
Abstrakt: Die Überwachung der Veränderungen des marinen Phytoplanktons ist wichtig, da sie das Fundament des marinen Nahrungsnetzes bilden und für den Kohlenstoffkreislauf von entscheidender Bedeutung sind. Oft wird Chlorophyll-a (Chl-a) verwendet, um Änderungen im Phytoplankton zu verfolgen, da es allgemeine, vom Satelliten abgeleitete Schätzungen gibt. Satellitensensoren messen Chl-a jedoch nicht direkt. Stattdessen wird Chl-a aus der Fernerkundungsreflexion (Remote Sensing Reflectionance, RRS) geschätzt: Das Verhältnis der Aufwärtsstrahlungsstrahlung zur Abwärtsstrahlungsstrahlung an der Meeresoberfläche. Anhand eines Modells zeigen wir, dass RRS im blau-grünen Spektrum wahrscheinlich ein stärkeres und früheres durch den Klimawandel hervorgerufenes Signal als Chl-a aufweist. Dies liegt daran, dass RRS eine geringere natürliche Variabilität aufweist und nicht nur Änderungen an Chl-a im Wasser, sondern auch Änderungen an anderen optisch wichtigen Bestandteilen integriert. Die Struktur der Phytoplankton-Gemeinschaft, die sich stark auf die Optik des Ozeans auswirkt, weist wahrscheinlich eine der klarsten und schnellsten Signaturen für Veränderungen der Basis des Meeresökosystems auf.
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