Dlaczego Ocean Południowy się ochładza, gdy klimat się ociepla?
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Plankton morski, który stanowi podstawię wielu ekosystemów, wytwarza około połowy tlenu na Ziemi i reguluje poziom dwutlenku węgla w atmosferze, może być zagrożony wyginięciem wskutek ocieplania się klimatu. Do takich wniosków doszedł zespół pracujący pod kierunkiem doktorantki Sarah Trubovitz z University of Nevada w Reno. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Nature Communications.
Z badań wynika, że najbardziej zagrożony jest plankton zamieszkujący okalające Antarktydę wody Oceanu Południowego. Naukowcy przyjrzeli się bardzo rozpowszechnionemu planktonowi z gromady promienic oraz ich reakcji na zmiany temperatury wody. Zbadali skamieniałości pochodzące z neogenu. To młodszy okres kenozoiku, trwający od 23 do 2,5 miliona lat temu. Dzieli się na miocen i pliocen.
Przeprowadzone badania wykazały, że duże zmiany temperatury wody prowadziły do olbrzymich spadków bioróżnorodności polarnych promienic. Odkrycie to stoi w sprzeczności z dotychczasowymi przypuszczeniami mówiącymi, że w przeszłości, podczas dużych zmian temperatury, plankton migrował, by znaleźć odpowiednie dla siebie warunki. Okazuje się jednak, że najbardziej prawdopodobnym skutkiem ogrzewania się wód oceanicznych będzie wyginięcie wielu gatunków promienic.
Obecnie w wodach Oceanu Południowego żyje około 100 gatunków promienic. Wiele z nich nie będzie w stanie przeżyć ocieplającego się klimatu. Wyginięcie tych promienic znacząco zmniejszy bioróżnorodność ekosystemów w oceanie na wysokich szerokościach geograficznych. Co więcej, prognozy przewidują, że w ciągu najbliższych 300 lat ocieplenie na tych szerokościach geograficznych będzie tak duże, jak duże było tam ochłodzenie w ciągu ostatnich 10 milionów lat. Jako, że zmiany te będą zachodziły tak szybko, w wyniku ewolucji nie powstaną nowe gatunki, które zdążą zastąpić te, które będą wymierały. Zbyt mało wiemy o interakcjach pomiędzy poszczególnymi gatunkami planktonu by przewidzieć, co dokładnie się stanie. Możemy jednak przypuszczać, że zniknięcie wielu gatunków promienic wywoła reakcję w całym łańcuchu pokarmowym ekosystemu morskiego, ostrzega Trubovitz.
Młoda uczona rozpoczęła swoje badania z zamiarem stworzenia pierwszego kompletnego spisu tropikalnych promienic żyjących na przestrzeni 10 milionów lat pomiędzy neogenem a czwartorzędem. Podobny spis dotyczący polarnych promienic został stworzony w 2013 roku przed doktora Johana Renaudie. Wówczas to okazało się, że gdy Ziemia ochłodziła się przed milionami lat, z Oceanu Południowego zniknęło wiele gatunków promienic. Jednak Renaudie nie był w stanie stwierdzić czy – jak podejrzewali ekolodzy – promienice migrowały w cieplejsze regiony, czy też wyginęły.
Trubovitz, korzystając z pomocy doktorów Paula Noble z University of Nevada oraz Dave'a Lazarusa z berlińskiego Muzeum Przyrody, rozpoczęła proces identyfikowania i katalogowania dziesiątków tysięcy skamieniałych promienic. Chciała sprawdzić, czy znajdzie wśród nich gatunki z regionów polarnych, których zniknięcie odnotował Renaudie.
Przez rok Trubovitz stworzyła pierwszy kompletny katalog tropikalnych promienic. Odkryła przy tym nowe nieznane dotychczas gatunki. Później porównała swój katalog z katalogiem Renaudie'go i stwierdziła, że zdecydowana większość gatunków promienic, które zniknęły z regionów polarnych, nie występuje w obszarach cieplejszych. Promienice nie migrowały, a wyginęły.
Byłam zaskoczona faktem, jak niewiele polarnych gatunków było w stanie skolonizować cieplejsze wody. Stało się tak, mimo że zmiany zachodziły powoli, przez miliony lat, a habitaty cieplejszych i chłodniejszych wód były ze sobą połączone prądami oceanicznymi. Spodziewaliśmy się, że więcej gatunków promienic wykorzysta te prądy, by – w obliczu ochładzającego się klimatu – przenieść się w obszary o odpowiadających im temperaturach. Okazuje się, że nie były w stanie tego zrobić i wyginęły, mówi uczona.
Trubovitz i jej koledzy sprawdzili też, czy ochładzający się klimat spowodował spadek bioróżnorodności wśród tropikalnych gatunków promienic. Wiemy bowiem, że ochłodzenie dotknęło wówczas też tropików, chociaż w stosunkowo niewielkim stopniu. Spodziewaliśmy się, że wśród tropikalnych promienic zaobserwujemy podobny wzorzec reakcji co wśród promienic polarnych. Być może proporcjonalny do spadku temperatury, jakiego doświadczyły tropiki. Okazało się jednak, że nic takiego nie miało miejsca. Wydaje się zatem, że promienice są odporne na niewielkie zmiany, ale gdy zostanie przekroczona granica tolerancji, dochodzi wśród nich do znaczących spadków bioróżnorodności, dodaje.
Badania te pokazują, że wiele gatunków polarnego planktonu jest szczególnie narażonych na wyginięcie. Prognozuje się bowiem, że bieguny mogą się ocieplić nawet o 7–10 stopni Celsjusza. Nie wiemy też, co taka zmiana oznacza dla promienic zamieszkujących regiony polarne. W badanym okresie zmiany temperatury na Ziemi nie wpłynęły na ich bioróżnorodność, jednak trzeba pamiętać, że mówimy tutaj o 10 milionach lat, zatem organizmy te miały czas, by do tych zmian się dostosować. W skali milionów lat promienice są w stanie poradzić sobie ze ociepleniem o 3 stopnie Celsjusza. Nie są zdolne reagować błyskawicznie, dodaje Trubovitz.
Szczegóły badań zostały opublikowane w artykule Marine plankton show threshold extinction response to Neogene climate change.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Niedźwiedzie polarne umierają z głodu. Jeśli obecny trend globalnego ocieplenia będzie kontynuowany, do roku 2100 wyginą niemal wszystkie populacje tych zwierząt. Jak donoszą autorzy badań opublikowanych właśnie w Nature Climate Change, niektóre populacje niedźwiedzi polarnych już teraz skazane są na zagładę. Tam, gdzie mieszkają, znacząco zmniejszyła się liczba dni z taką pokrywą lodową na oceanie, by zwierzęta mogły polować na foki. Wydłużył się więc okres postu i zwierzęta umierają z głodu.
Czas pomiędzy ponownym pojawieniem się lodu wydłuża się. A to oznacza dłuższy post, mówi Steven Amstrup, główny naukowiec organizacji Polar Bears International.
Amstrup kierował badaniami, które wykazały, że w ciągu najbliższych 80 lat aż 12 z 13 badanych populacji zostanie zdziesiątkowanych przez globalne ocieplenie. Dla 6 innych populacji brak jest odpowiedniej liczby danych.
Do roku 2100 narodziny młodych niedźwiedzi będą niemożliwe lub niezwykle utrudnione we wszystkich populacjach z wyjątkiem – być może – populacji zamieszkującej Wyspę Królowej Elżbiety, mówi Amstrup.
Rozważany przez naukowców scenariusz zakłada, że do roku 2100 średnie temperatury na Ziemi zwiększą się o 3,3 stopnia w porównaniu z okresem sprzed rewolucji przemysłowej. Dotychczas ogrzaliśmy Ziemię o około 1 stopień Celsjusza, a już wiąże się to z pojawieniem się fal upałów, susz i innymi gwałtownymi zjawiskami atmosferycznymi.
Nawet jeśli uda się zatrzymać globalne ocieplenie na poziomie 2,4 stopnia Celsjusza to i tylko oddali to chwilę załamania się populacji niedźwiedzi polarnych. To większe zmiany, niż to, czego niedźwiedzie doświadczyły w ciągu ostatniego miliona lat swojej ewolucji, mówi Amstrup.
Problemem nie są same rosnące temperatury, a to, co ze sobą niosą oraz niezdolność niedźwiedzi do dostosowania się do tak szybkich zmian. Jeśli w jakiś magiczny sposób morska pokrywa lodowa zostałaby utrzymana na dotychczasowym poziomie, niedźwiedzie polarne mogłyby sobie poradzić, stwierdza uczony. Problem w tym, że ich habitat się po prostu roztapia, dodaje.
Obecnie połowa lądowej megafauny jest zagrożona wyginięciem. Jednak tylko niedźwiedzie polarne są zagrożone głównie z powodu zmian klimatycznych. Taki stan nie potrwa jednak długo. Autorzy raportu ostrzegają, że w najbliższych dekadach zmiany klimatu mogą zagrozić kolejnym gatunkom wielkich ssaków.
Amstrup i jego zespół badali szanse niedźwiedzi polarnych korzystając z dwóch rodzajów danych. Pierwszy z nich to informacje, jak długo w poszczególnych regionach trwa czas przymusowego postu, gdy morski lód jest na tyle skąpy, że niedźwiedzie nie mogą polować. Okazuje się, że w niektórych regionach stan taki trwa nawet ponad pół roku. Drugi zestaw danych to prognozy dotyczące zmian zasięgu lodu morskiego.
Szacując jak chude i jak grube mogą być niedźwiedzie polarne oraz modelując ich zużycie energii, byliśmy w stanie obliczyć, jak długo niedźwiedzie mogą pościć zanim odsetek przeżycia młodych i dorosłych zacznie spadać, mówi profesor Peter Molnar z University of Toronto. Z badań nad niedźwiedziami wiemy, że na przykład samiec z populacji West Hudson Bay, który w momencie rozpoczęcia postu ma 80% normalnej wagi ciała, może przetrwać 125 dni zamiast normalnych 200 dni. W jeszcze gorszej sytuacji są młode, szczególnie, gdy ich matka pościła zbyt długo i nie jest w stanie zapewnić im mleka odpowiedniej jakości. Najbardziej wytrzymałe na długotrwały post są samice, które nie posiadają młodych.
Naukowcy mówią, że obecna klasyfikacja niedźwiedzi polarnych, które Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody (IUCN) uznaje za gatunek narażony – a nie zagrożony czy krytycznie zagrożony – nie oddaje powagi sytuacji. IUCN bierze bowiem pod uwagę głównie takie zagrożenia jak kłusownictwo czy wkraczanie człowieka na tereny zajęta przez dany gatunek. Tymczasem niedźwiedziom zagrażają zmiany klimatu, a nie możemy wybudować płotu, by chronić ocean przed wzrostem temperatury, mówi Amstrup.
Pomyślmy o tym w ten sposób: jeśli zepchniemy Cię z dachu 100-piętrowego budynku, to czy należy uznać, że Twój poziom zagrożenia życia jest tylko "narażony" dopóki nie miniesz 10. piętra czy też będziesz „zagrożony” przez całą drogę w dół?, wyjaśnia Amstrup. W przypadku niedźwiedzi polarnych nie istnieje żaden Plan B. Jedynym sposobem ochrony ich habitatu jest zatrzymanie globalnego ocieplenia, dodaje uczony.
Szczegóły badań zostały zaprezentowane w artykule Fasting season length sets temporal limits for global polar bear persistence
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Profesor Sonia Kreidenweis i jej grupa badawcza z Colorado State University znalazła region o najczystszym powietrzu na Ziemi. Uczeni zidentyfikowali dziewiczy region, który nie został zmieniony działalnością człowieka. Choć trudno to sobie wyobrazić, uczeni stwierdzili, że graniczna warstwa powietrza nad Oceanem Południowym jest wolna od aerozoli emitowanych przez człowieka.
Naukowcy, którzy postanowili poszukać jak najbardziej czystego powietrza na Ziemi, podejrzewali, że powietrze znajdujące się w odległych regionach Oceanu Południowego może być najmniej narażone na wpływ czynników antropogenicznych.
Wykorzystaliśmy bakterie znajdujące się w powietrzu nad Oceanem Południowym w formie narzędzia diagnostycznego dzięki któremu zbadaliśmy kluczowe właściwości dolnych warstw atmosfery. Okazało się, na przykład, że aerozole kontrolujące właściwości chmur nad Oceanem Południowym są silnie powiązane z procesami biologicznymi w oceanie, a Antarktyka wydaje się izolowana od rozprzestrzeniających się na południe mikroorganizmów i składników odżywczych pochodzących z kontynentów. To wskazuje, że Ocean Południowy jest jednym z nielicznych regionów, które tylko w minimalnym stopniu zostały dotknięte działalnością człowieka, mówi współautor badań, Thomas Hill.
W ramach badań naukowcy pobrali próbki powietrza z warstwy granicznej, która ma bezpośredni kontakt z oceanem. Próbki pobierano podczas podróży statkiem badawczym RV Investigator, który płynął z Tasmanii do granicy antarktycznych lodów.
Jun Uetake, główny autor badań, dokonywał analizy genetycznej mikroorganizmów znalezionych w powietrzu. Atmosfera pełna jest takich mikroorganizmów, które wiatr przenosi na setki i tysiące kilometrów. Sekwencjonowanie DNA, badania trajektorii wiatru i śledzenie źródła wykazały, że mikroorganizmy pochodzą z oceanu. Naukowiec zauważył też znaczne różnice w składzie bakteryjnym pomiędzy różnymi szerokościami geograficznymi, co wskazywało, że aerozole z dużych mas lądowych, tam, gdzie ma miejsce ludzka aktywność, nie docierają do Antarktyki.
Wyniki tych badań stoją w wyraźnej sprzeczności z tym, co zauważyli inni naukowcy badający powietrze nad oceanami na Półkuli Północnej i w regionach subtropikalnych. Tam zawsze stwierdzano, że większość mikroorganizmów pochodzi z lądów.
Powietrze nad Oceanem Południowym było tak czyste, że Uetake miał niewiele materiału DNA do badań.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W odległości zaledwie 900 kilometrów od Bieguna Południowego odkryto pozostałości lasu deszczowego sprzed 90 milionów lat. Analiza znalezionej tam gleby z okresu kredy wykazała obecność korzeni, pyłków i zarodników. To dowodzi, że klimat był wówczas znacznie cieplejszy niż dotychczas sądzono.
Odkrycia dokonał niemiecko-brytyjski zespół naukowy z Centrum Badań Polarnych i Morskich w Niemczech oraz Imperial College London. Współautorka badań profesor Tina van de Flierdt z Imperial, powiedziała: zachowanie pozostałości po lesie sprzed 90 milionów lat jest czymś wyjątkowym, jednak jeszcze bardziej zaskakujące jest to, czego się dowiadujemy. Nawet w czasie nocy polarnej bagniste lasy deszczowe mogły rosnąc w pobliżu Bieguna Południowego, pokazując nam, ze klimat był wówczas cieplejszy niż sądziliśmy.
To również sugeruje, że poziom CO2 w atmosferze był w tym okresie wyższy, niż przypuszczano, co może być przyczynkiem do zmian w modelach klimatycznych dla tamtego okresu. Środkowy okres kredy (115–80 milionów lat temu) to okres największego rozkwitu dinozaurów i jednocześnie najgorętszy okres ostatnich 140 milionów lat. Poziom oceanów był wówczas o 170 metrów wyższy niż obecnie, a średnie temperatury w tropikach mogły sięgać 35 stopni Celsjusza.
Niewiele jednak wiemy o warunkach, jakie wówczas panowały w okolicach bieguna południowego. Teraz naukowcy odkryli tam pozostałości lasu deszczowego, który mógł być podobny do lasów występujących obecnie na Nowej Zelandii. I to mimo faktu, żę przez cztery miesiące w roku panuje na tym terenie mrok. Obecność lasu deszczowego sugeruje że średnie temperatury wynosiły tam około 12 stopni Celsjusza. Mało prawdopodobne, by był tam jakikolwiek lód.
Pozostałości gleby z tropikalnego lasu pochodzą z osadów pobranych w pobliżu lodowców Pine Island i Thwaites w Zachodniej Antarktyce. Uwagę naukowców przykuła część osadów o nietypowym kolorze. Przeprowadzili więc skanowanie tomografem komputerowym i ujawnili gęstą siec korzeni, które były tak dobrze zachowane, iż można było zobaczyć strukturę poszczególnych komórek. Próbka zawierała też olbrzymią ilość pyłków i zarodników, w tym pierwsze znalezione na tej szerokości geograficznej pozostałości roślin kwitnących.
Wykonana przez naukowców rekonstrukcja klimatu wykazała, że średnia roczna temperatura na tamtym obszarze wynosiła około 12 stopni Celsjusza, czyli była sporo wyższa niż w Polsce. Z kolei średnia temperatura w miesiącach letnich to około 19 stopni Celsjusza. Temperatura wody w rzekach i bagnach dochodziła do 20 stopni Celsjusza, a ilość opadów dorównywała obecnej ilości opadów w Walii.
Przed naszymi badaniami uznawano, że w kredzie koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze wynosiła około 1000 ppn. Jednak z modeli uwzględniających zdobyte przez nas dane wynika, że taka jak opisywana temperatura na Antarktyce może być osiągnięta przy koncentracji CO2 rzędu 1120–1680 ppm, mówi główny autor badań, doktor Johann Klages z Centrum Badań Morskich i Polarnych.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.