צבע האוקיינוס השתנה באופן משמעותי במהלך 20 השנים האחרונות, כאשר המגמה העולמית היא ככל הנראה תוצאה של שינויי האקלים שנגרמו על ידי בני האדם.
שינויים שחלו בצבע האוקיינוס במהלך שני העשורים האחרונים, לא ניתנים להסבר על ידי שונות טבעית משנה לשנה בלבד. שינויי הצבע הללו, על אף היותם עדינים בכדי שעין אנושית תבחין בהם, התרחשו בשיעור של יותר מ-56% משטח האוקיינוסים בעולם - מרחב גדול יותר מהשטח היבשתי הכולל של כדור הארץ. צוות המחקר, שכלל מדענים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, המרכז הלאומי לאוקיאנוגרפיה באוניברסיטת סאות'המפטון, אוניברסיטת אורגון סטייט ואוניברסיטת מיין, פרסמו את ממצאי המחקר בכתב העת Nature.
4 צפייה בגלריה
שינויים בצבע האוקיינוס, כפי שצולם על ידי הלוויין 'אקווה' (Aqua) של נאס"א
(צילום: NASA, Joshua Stevens)
החוקרים מצאו כי אזורי אוקיינוס טרופיים ליד קו המשווה הפכו ירוקים יותר עם הזמן, כשהשינוי בצבע האוקיינוס מצביע על כך שגם מערכות אקולוגיות שנמצאות בפני האוקיינוס חייבות להשתנות, שכן צבע האוקיינוס משקף את האורגניזמים והחומרים המצויים במימיו.
למעשה, החוקרים בטוחים בכך ששינויי אקלים שנגרמו על ידי בני האדם הם הגורם המניע את השינוי. "הרצתי סימולציות שאמרו לי כבר שנים כי השינויים האלה בצבע האוקיינוס עומדים לקרות. לראות את זה קורה במציאות איננו דבר מפתיע, אלא מפחיד ומדאיג. השינויים הללו עולים בקנה אחד עם שינויים אנתרופוגנים שנגרמו על ידי בני האדם באקלים של כדור הארץ", אמרה ד"ר סטפני דוטקייביץ', מדענית מחקר בכירה במחלקה למדעי כדור הארץ, האטמוספרה והפלנטריה במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. "זו עדות נוספת לאופן שבו פעילויות אנושיות משפיעות על החיים על פני כדור הארץ בהיקף מרחבי עצום", הוסיף ד"ר בי. בי. קייל מהמרכז הלאומי לאוקיאנוגרפיה באוניברסיטת סאות'המפטון.
צבע האוקיינוס הוא תוצר ויזואלי של כל מה שנמצא בשכבות העליונות שלו. בדרך כלל, מים כחולים עמוקים משקפים מעט מאוד חיים, בעוד שמים ירוקים יותר מעידים על נוכחות של מערכות אקולוגיות, ובעיקר פיטופלנקטון - קבוצת פלנקטון המורכבת מיצורים זעירים הגורמים לפוטוסינתזה, אף שלא כולם צמחים אמיתיים אלא גם אצות, מיני פרוטיסטים או חיידקים שיש להם פיגמנטים - שמצויים בשפע בשכבת המים העליונה של האוקיינוס ומכילים את הפיגמנט הירוק כלורופיל.
הפיגמנט מסייע לפלנקטון לספוג את אור השמש, בו הם משתמשים כדי ללכוד פחמן דו-חמצני מהאטמוספרה ולהמיר אותו לסוכרים. פיטופלנקטון הם הבסיס של מארג המזון הימי המקיים אורגניזמים מורכבים יותר ויותר, בין היתר קרילאים, דגים, עופות ים ויונקים ימיים.
בשל יכולתו של הפיטופלנקטון ללכוד ולאגור פחמן דו-חמצני, צוות המחקר היה להוט לנטר את הפיטופלנקטון על פני האוקיינוסים ולראות כיצד קהילות חיוניות אלו עשויות להגיב לשינויי האקלים. לשם כך, הם עקבו אחר שינויים בכלורופיל, בהתבסס על היחס בין כמה אור כחול לעומת אור ירוק מוחזר מפני שטח האוקיינוס, אותו ניתן לנטר מהחלל.
יחד עם זאת, פרופ' סטפני הנסון מהמרכז הלאומי לאוקיאנוגרפיה באוניברסיטת סאות'המפטון, שהיא מחברת שותפה למחקר הנוכחי, פרסמה מחקר עם חוקרים אחרים, שהראה כי אם היה מבוצע מעקב אחר כלורופיל בלבד, יידרשו לפחות 30 שנות ניטור רצופות כדי לזהות מגמה כלשהי שקשורה לשינויי האקלים.
הסיבה לכך היא שהשונות הגדולות והטבעיות בכלורופיל משנה לשנה תכריע לגבי כל השפעה אנתרופוגנית על ריכוזי הכלורופיל, כך שיידרשו כמה עשורים כדי להצביע על מגמה המונעת על ידי שינויי האקלים. בשנת 2019, ד"ר דוטקייביץ' ועמיתיה פרסמו מחקר נפרד, שהראה באמצעות מודל חדש כי השונות הטבעית בצבעי אוקיינוסים אחרים קטנה בהרבה בהשוואה לזו של כלורופיל. לכן, כל אות לשינויים המונעים על ידי שינויי האקלים צריך להיות קל יותר לזיהוי על פני הווריאציות הקטנות והנורמליות יותר של צבעי אוקיינוס אחרים. הם חזו ששינויים כאלה צריכים להיות ברורים בתוך 20 שנות ניטור, בשונה ממחקרה של פרופ' הנסון ועמיתיה.
במחקר הנוכחי, ד"ר קייל ועמיתיו ניתחו מדידות של צבע מי האוקיינוס באמצעות ספקטרורדיומטר עם הדמיה ברזולוציה בינונית (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS) שהותקן על גבי 'אקווה' (Aqua) - לוויין מחקר רב-לאומי המופעל על ידי נאס"א ונע במסלול סביב כדור הארץ. הלוויין עוקב אחר צבע האוקיינוס מזה 21 שנים.
למעשה, ההבדלים בצבע שאותם קולט הלוויין שאוסף את רוב המידע כשהוא מעל האוקיינוסים (ומכאן שמו), הינם עדינים מכדי שהעיניים האנושיות יוכלו להבחין בכך. חלק גדול מהאוקיינוס נראים כחולים בעינינו, בעוד שהצבע האמיתי עשוי להכיל תערובת של אורכי גל עדינים יותר, מכחול לירוק ואפילו אדום.
ד"ר קייל ביצע ניתוח סטטיסטי באמצעות כל שבעת צבעי האוקיינוסים שנמדדו על ידי הלוויין משנת 2002 עד 2022. הוא בחן לראשונה עד כמה השתנו שבעת הצבעים מאזור לאזור במהלך שנה נתונה, מה שנתן לו מושג לגבי הווריאציות הטבעיות שלהם. לאחר מכן הוא בדק כיצד השינויים השנתיים הללו בצבע האוקיינוס השתנו לאורך פרק זמן ארוך יותר של שני עשורים.
ניתוח זה העלה מגמה ברורה, מעל השונות הרגילה משנה לשנה. כדי לראות אם מגמה זו קשורה לשינויי אקלים, הוא הסתכל לאחר מכן על המודל של ד"ר דוטקייביץ' משנת 2019. מודל זה דימה את האוקיינוסים של כדור הארץ תחת שני תרחישים: האחד עם תוספת של גזי חממה, והשני בלעדיו. מודל גזי החממה חזה שמגמה משמעותית אמורה להופיע בתוך 20 שנה ושמגמה זו אמורה לגרום לשינויים בצבע האוקיינוס בכ-50% משטח האוקיינוסים בעולם - נתון זהה כמעט לגמרי לזה שעלה מניתוח נתוני הלווין.
"זה מצביע על כך שהמגמות שאנו צופים אינן וריאציה אקראית במערכת כדור הארץ, אלא עולות בקנה אחד עם שינויי אקלים אנתרופוגניים", אמר ד"ר קייל. "צבע האוקיינוסים השתנה, במה שעלול להשפיע לא רק על כל מי שניזון מפלנקטון, אלא גם לשנות את כמות הפחמן הדו-חמצני שייאגר באוקיינוס. לא רק מודלים מנבאים שהשינויים האלה יקרו, שכן כבר עכשיו ניתן לראות את זה קורה במציאות בשל השינוי במי האוקיינוסים", סיכמה ד"ר דוטקייביץ'.
