Trong nhiều thập kỷ, đại dương rộng lớn gắn liền với tông màu xanh đậm, nhưng dữ liệu vệ tinh hiện cho thấy sự thay đổi màu sắc đại dương có thể đo lường được ở nhiều khu vực. Trong khoảng 20 năm quan sát, các thiết bị cho thấy hơn một nửa bề mặt đại dương toàn cầu đang chuyển sang màu xanh lục hơn.
Xu hướng này không có nghĩa là mọi vùng biển bây giờ đều có màu xanh tươi khi nhìn bằng mắt thường; thay vào đó, nó phản ánh những thay đổi tinh tế trong cách đại dương phản chiếu ánh sáng, liên quan đến những thay đổi sinh học và môi trường. Các nhà khoa học giải thích mô hình này là một tín hiệu khí hậu mới nổi và là cánh cửa dẫn đến những thay đổi rộng lớn hơn của hệ sinh thái biển.
Điều đó có nghĩa là gì khi đại dương chuyển sang màu xanh?
Khi các nhà nghiên cứu nói rằng đại dương đang chuyển sang màu xanh lục, họ đang mô tả những thay đổi được phát hiện từ không gian chứ không phải là sự thay đổi đáng kể về mặt thị giác từ bờ biển. Vệ tinh đo các bước sóng ánh sáng phản xạ từ mặt nước, phân biệt giữa tín hiệu chủ yếu là màu xanh lam và tín hiệu ngày càng xanh lục.
Những thay đổi nhỏ này cho thấy những thay đổi trong vật liệu có trong nước biển, bao gồm các sắc tố từ các sinh vật cực nhỏ, chất hữu cơ hòa tan và các hạt lơ lửng. Từ không gian, ngay cả những thay đổi nhỏ trong sự cân bằng của ánh sáng xanh lam và xanh lục cũng có thể chỉ ra những thay đổi lớn trong sinh học đại dương.
Nguyên nhân chính dẫn đến sự thay đổi màu sắc của đại dương này là thực vật phù du, những sinh vật nhỏ giống thực vật có chứa chất diệp lục. Chất diệp lục hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh lam để quang hợp và phản chiếu màu xanh lá cây, do đó các vùng nước có nhiều hoặc nhiều thực vật phù du khác nhau thường xuất hiện xanh hơn trong dữ liệu vệ tinh.
Khi sự phong phú, sự phân bố hoặc thành phần loài của thực vật phù du thay đổi, tín hiệu màu sắc của đại dương cũng thay đổi. Trong nhiều trường hợp, đại dương chuyển sang màu xanh lục cho thấy những sinh vật nền tảng ở đáy lưới thức ăn biển này đang phản ứng với các điều kiện thay đổi.
Biến đổi khí hậu có liên quan như thế nào đến sự thay đổi màu sắc đại dương?
Biến đổi khí hậu làm thay đổi đại dương thông qua sự nóng lên, thay đổi lưu thông và thay đổi lượng chất dinh dưỡng sẵn có. Nước bề mặt ấm hơn có thể trở nên phân tầng hơn, ảnh hưởng đến việc các chất dinh dưỡng dễ dàng dâng lên từ các lớp sâu hơn vào vùng có ánh nắng nơi thực vật phù du phát triển.
Những thay đổi về gió, dòng hải lưu và băng biển cũng làm thay đổi địa điểm và thời điểm có được chất dinh dưỡng và ánh sáng. Các quá trình này ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của thực vật phù du và cấu trúc quần xã, từ đó ảnh hưởng đến màu của nước.
Các mô hình từ lâu đã dự đoán rằng màu sắc đại dương sẽ thay đổi khi hệ sinh thái biển phản ứng với lượng khí thải nhà kính do con người gây ra. Mô hình quan sát được về việc đại dương chuyển sang màu xanh ở nhiều vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới phù hợp với những dự đoán này.
Bởi vì các xu hướng mới nổi quá mạnh mẽ và lan rộng để có thể giải thích chỉ bằng sự biến đổi tự nhiên, nên các nhà khoa học coi chúng là bằng chứng cho thấy biến đổi khí hậu đang định hình lại hệ sinh thái bề mặt đại dương trên quy mô toàn cầu.
Đại dương đang trở nên xanh hơn ở đâu và tại sao nó lại quan trọng?
Các phân tích cho thấy xu hướng phủ xanh đặc biệt mạnh mẽ ở các vành đai nhiệt đới và cận nhiệt đới, bao gồm cả các khu vực rộng lớn gần Xích đạo. Những khu vực này đã có các cộng đồng sinh vật phù du năng động và đặc biệt nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và sự phân tầng.
Không phải mọi khu vực đều trở nên xanh hơn, nhưng bức tranh toàn cầu cho thấy nhiều vùng nước có màu xanh hơn trên một khu vực rộng lớn hơn toàn bộ đất liền trên Trái đất cộng lại. Các yếu tố địa phương như nước dâng lên, dòng chảy của sông và các quá trình ven biển tạo ra sự chắp vá trong các phản ứng khu vực trong mô hình rộng hơn này.
Những cái này thay đổi màu sắc rất quan trọng vì chúng báo hiệu những thay đổi sâu sắc hơn của hệ sinh thái biển. Thực vật phù du tạo thành nền tảng của nhiều chuỗi thức ăn ở biển, do đó sự thay đổi về độ phong phú hoặc thành phần của chúng có thể lan truyền lên động vật phù du, cá, chim biển và động vật có vú ở biển.
Một đại dương xanh hơn có thể phản ánh năng suất thay đổi, thời điểm nở hoa khác nhau hoặc các loài ưu thế mới, tất cả đều ảnh hưởng đến cách năng lượng và carbon di chuyển trong hệ thống. Theo cách này, sự thay đổi màu sắc của đại dương vừa là một triệu chứng rõ ràng vừa là động lực tiềm ẩn dẫn đến những thay đổi trong việc lưu trữ carbon, nghề cá và đa dạng sinh học.
Sự thay đổi màu sắc đại dương như một tín hiệu sớm về sự thay đổi hệ sinh thái biển
Tổng hợp lại, mô hình đại dương chuyển sang màu xanh trên các khu vực rộng lớn đang nổi lên như một chỉ báo cảnh báo sớm mạnh mẽ về những thay đổi rộng hơn của hệ sinh thái biển. Bằng cách theo dõi sự thay đổi màu sắc của đại dương từ không gian, các nhà khoa học có thể theo dõi cách các cộng đồng thực vật phù du và các điều kiện ở tầng trên đại dương phản ứng với khí hậu ấm lên.
Những thay đổi tinh tế này, thường không thể nhìn thấy được từ bờ biển, cho thấy cấu trúc và chức năng của các lớp bề mặt đại dương đang thay đổi. Khi nghiên cứu tiến bộ, quan điểm dựa trên màu sắc về biển này có thể sẽ trở thành một công cụ thiết yếu để hiểu và dự đoán các hệ thống đại dương liên kết với nhau của hành tinh phát triển như thế nào trong những thập kỷ tới.
Câu hỏi thường gặp
1. Sự thay đổi màu sắc của đại dương có ảnh hưởng đến thời tiết địa phương không?
Màu sắc của đại dương có thể ảnh hưởng đến lượng ánh sáng mặt trời mà bề mặt hấp thụ, điều này có thể ảnh hưởng đôi chút đến sự nóng lên cục bộ của nước bề mặt, nhưng tác động của nó đến thời tiết hàng ngày là rất nhỏ so với các yếu tố khí hậu lớn hơn.
2. Đại dương xanh hơn có nghĩa là có nhiều cá hơn?
Không phải lúc nào cũng vậy. Một đại dương xanh hơn có thể báo hiệu nhiều thực vật phù du hơn, nhưng nếu loài hoặc thời gian nở hoa thay đổi, nó có thể không mang lại lợi ích cho cá và động vật ăn thịt phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể.
3. Mọi người có thể giúp theo dõi sự thay đổi màu sắc của đại dương từ bờ biển không?
Có, các nhà khoa học cộng đồng có thể ghi lại màu nước ven biển và những đợt nở hoa bất thường bằng ảnh và ứng dụng, cung cấp các quan sát bổ sung cho dữ liệu vệ tinh ở các khu vực gần bờ.
4. Màu sắc đại dương thay đổi là vĩnh viễn hay có thể đảo ngược?
Một số thay đổi có thể tồn tại trong nhiều thập kỷ nếu do sự nóng lên trong thời gian dài, nhưng nếu lượng khí thải giảm và khí hậu ổn định, các phần của mô hình sinh học và màu sắc của đại dương có thể dần thay đổi trở lại.
Nguồn ScienceTimes