Ocean traci oddech. NASA widzi głód u podstaw życia, a USA wyłączają czujniki

„As our ocean continues to change, the ability to observe and track ocean conditions through sustained, high quality remote sensing observations has never been more important” – mówi Laura Lorenzoni, programowa naukowczyni NASA. I ma rację. Problem w tym, że właśnie ten system obserwacji jest dziś rozmontowywany. Administracja Trumpa podjęła decyzję o likwidacji wartego 368 milionów dolarów systemu głębinowych czujników oceanicznych. To nie jest tylko biurokratyczna cięcie – to uderzenie w zdolność przewidywania El Niño, monitorowania prądów atlantyckich i śledzenia, jak ocean pochłania dwutlenek węgla.

Dlaczego ocean potrzebuje własnego „EKG”?

→ Czytaj też: Czy NASA znalazła już życie na Marsie? Naukowcy: byliśmy zbyt ostrożni

System, o którym mowa, to sieć boi, sond i stacji pomiarowych rozmieszczonych na Pacyfiku i Atlantyku. Dzięki nim naukowcy mogą w czasie rzeczywistym śledzić zmiany temperatury, zasolenia i prądów morskich. Bez tych danych prognozowanie El Niño – zjawiska, które co kilka lat wywraca pogodę na całym globie – staje się loterią. Jak donosi New Scientist, demontaż sieci uderzy także w monitorowanie AMOC – atlantyckiej cyrkulacji, która odpowiada za transport ciepła w kierunku Europy. Jej osłabienie to jedna z największych obaw klimatologów.

Ocean traci oddech – a my tracimy oczy

→ Czytaj też: Sonda Juno zmierzyła podpowierzchniową temperaturę Io. Dlaczego to zaskakuje naukowców?

Równolegle do cięć w USA, na łamach Science Advances ukazało się badanie, które pokazuje, jak bardzo potrzebujemy tych danych. Naukowcy z NASA, Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine i Oregon State University połączyli dwie dekady obserwacji satelitarnych z genetycznymi analizami mikroorganizmów morskich. Odkryli, że ocieplenie wód powoduje stres pokarmowy u fitoplanktonu – mikroskopijnych organizmów, które są podstawą morskiego łańcucha pokarmowego.

Mechanizm jest prosty: ciepła woda tworzy na powierzchni oceanu stabilną warstwę, która blokuje mieszanie się z głębszymi, bogatymi w składniki odżywcze wodami. „Kiedy powierzchnia oceanu się ociepla, powstaje bardzo stabilna sytuacja, w której warstwa wody o niskiej gęstości zalega na gęstszej, zimnej wodzie” – tłumaczy Adam Martiny, oceanograf z UC Irvine. Efekt? Fitoplankton głoduje. A bez niego głoduje cały ocean.

„Kiedy powierzchnia oceanu się ociepla, powstaje bardzo stabilna sytuacja, w której warstwa wody o niskiej gęstości zalega na gęstszej, zimnej wodzie” – Adam Martiny, oceanograf z UC Irvine.

Satelity kontra rzeczywistość – kto wygra?

Badacze wykorzystali dane z instrumentu MODIS na satelicie Aqua NASA, by śledzić zmiany stosunku węgla do chlorofilu w fitoplanktonie. Gdy chlorofilu jest mniej w stosunku do węgla, to znak, że plankton jest zestresowany. Najsilniejsze objawy stresu odnotowano w subtropikalnych wirów oceanicznych – rozległych, spokojnych obszarach Atlantyku, Pacyfiku i Oceanu Indyjskiego. W południowej części Pacyfiku, jednego z najbardziej jałowych akwenów, warstwa ciepłej wody doprowadziła do niedoboru azotu i żelaza, wywołując najsilniejszy stres pokarmowy w całym badaniu.

Zaskoczeniem okazał się Północny Atlantyk. Mimo niedoboru fosforu, stres fitoplanktonu był tam stosunkowo łagodny. Dlaczego? Bo mikroorganizmy potrafią częściowo kompensować brak fosforu, recyrkulując go wydajniej. Gorzej z azotem – bez niego nie da się zbudować białek i aparatu fotosyntetycznego.

Długi cień polityki na nauce

Badanie NASA pokazuje, że od 2002 do 2021 roku temperatura powierzchni oceanu wzrosła na prawie 90% badanej powierzchni. W tym samym czasie stres pokarmowy fitoplanktonu systematycznie się nasilał. To potwierdza hipotezę, że ocieplenie oceanów prowadzi do ich coraz silniejszego rozwarstwienia i ograniczenia dopływu składników odżywczych do warstwy powierzchniowej.

Jednocześnie w niektórych rejonach półkuli południowej stres nie wzrósł tak bardzo, jak przewidywały modele. Naukowcy podejrzewają, że mikroby potrafiące wiązać azot z powietrza częściowo rekompensują jego niedobór. To daje nadzieję, że ekosystemy morskie mogą być bardziej odporne, niż sądzono. Ale to tylko nadzieja – a nie pewnik.

Decyzja o likwidacji systemu obserwacji oceanów zapada w momencie, gdy nauka dopiero zaczyna rozumieć, jak bardzo ocean jest zestresowany. Bez danych z boi i satelitów pozostaną tylko modele – a te, jak pokazuje przykład południowego Pacyfiku, wciąż mają luki. Jak trafnie ujął to Michael Behrenfeld z Oregon State University: „Mamy dwa potężne narzędzia – obserwacje satelitarne i badania komórkowe. Oba produkują ogromne zbiory danych, ale są jak przeciwieństwa. Mamy bardzo szczegółowe dane o mikroskopijnym fitoplanktonie… i globalny zasięg satelitów”. Łączenie tych dwóch perspektyw to przyszłość oceanografii. Pytanie, czy zdążymy ją zbudować, zanim stracimy to, co już mamy.