Потепление океанов привело к тому, что уровень фитопланктона, например, на смешанной выборке одноклеточных и образующих цепь диатомей, изображенных выше, снизился на 40 процентов с 1950 года. Фото Ричарда Кирби
Две недели назад группа моряков у берегов Новой Зеландии наклонилась над бортом своей лодки, бросила штуковину в Тихий океан и увидела, как она исчезает. Используя приложение, которое они загрузили на смартфон, они записали показания с подводного устройства вместе с их местоположением GPS и температурой воды. Буквально через несколько минут они стали первыми участниками новой программы, запущенной Морским институтом Плимутского университета в Великобритании, которая позволяет гражданским ученым помогать климатологам изучать влияние изменения климата на океаны.
Моряки-киви измеряли концентрацию фитопланктона, микроорганизма, обитающего на поверхности моря. Фитопланктон, также называемый микроводорослями, производит половину кислорода в воздухе, которым мы дышим, и отвечает за 50 процентов фотосинтеза Земли. Здесь обитают киты, медузы, креветки и другие морские обитатели, что делает его важной частью морской пищевой цепи.
Для развития фитопланктона требуется определенная температура воды (она варьируется в зависимости от региона), и без этих благоприятных условий они либо уменьшаются в количестве, либо мигрируют в поисках оптимальной воды. По данным исследования, опубликованного в 2010 году в журнале Nature, поскольку верхние уровни Мирового океана потепли на 0, 59 градуса по Фаренгейту в прошлом столетии, количество фитопланктона в мире снижается примерно на 1 процент в год.
Фактически, исследование показало, что концентрации фитопланктона снизились в общей сложности на 40 процентов с 1950 года. Это снижение связано с обесцвечиванием кораллов, повышением уровня моря, подкислением океана и замедлением глубоководной циркуляции (что влияет на температуру воды и погодные условия) как известные потери климата на океанах.
Это сокращение популяции фитопланктона вызывает беспокойство из-за роли этого организма в морской пищевой сети. «Несмотря на свои микроскопические размеры, фитопланктон… является предвестником изменения климата в водных системах», - пишут авторы исследования 2011 года по фитопланктону и изменению климата, опубликованного в журнале Proceedings of the Royal Society . Поэтому понимание того, как другие морские существа будут жить в условиях изменения климата, зависит от того, насколько резко снижаются уровни фитопланктона.
Последствия нехватки продовольствия для крупных рыб в открытом океане, таких как рыба-меч и тунец, которые уже страдают от чрезмерного вылова рыбы, также могут создавать проблемы для людей. «Мы сжимаемся с обеих сторон», - сказал Полу Фальковски, который руководит Лабораторией экологической биофизики и молекулярной экологии Университета Рутгерса. «Мы наверняка переловим океаны. Теперь мы видим давление со стороны пищевой цепи ».
Несмотря на его важность, ученые изо всех сил пытались контролировать фитопланктон, и анализ всех океанов Земли представляет очевидные логистические препятствия. Эти проблемы стали очевидными после того, как одно недавнее исследование пришло к выводу, что изменение климата не является причиной снижения уровня фитопланктона, а другое опровергло тот факт, что фитопланктон вообще исчезает - разжигая дебаты в научном сообществе. Войдите в исследование Плимута, которое пытается завершить спор и заполнить пробелы в исследованиях фитопланктона, используя миллионы моряков и рыбаков, которые путешествуют по мировому океану, чтобы помочь измерить уровни фитопланктона в верховьях воды.
Программа основана на приложении Secchi, новом приложении для смартфонов, разработанном учеными из Плимута и названном в честь диска Secchi (PDF) - оборудования, которое использовалось для измерения мутности в воде с момента его изобретения в 1865 году итальянским ученым Пьетро Анджело Секки., «Возможно, это самый простой элемент морского оборудования для взятия проб», - сказал Surprising Science Ричард Кирби, биолог из планктона, возглавляющий проект, из Плимута.
Биолог планктона Ричард Кирби опускает диск Секки в британский Плимутский звук. Любезность фотографии Ричарда Кирби
Когда ученый-мореплаватель готов использовать приложение, первым шагом является создание диска Secchi (инструкции включены). Маленький белый диск из пластика, дерева или металла прикреплен к рулетке с одной стороны и грузу с другой. Вы держите рулетку и опускаете диск вертикально в морскую воду, и как только он исчезает из поля зрения, вы отмечаете глубину на рулетке. Это число, «глубина Секки», отражает прозрачность толщи воды, на которую влияет количество присутствующих частиц. «Вдали от устьев рек и областей, где на мутность водной толщи может влиять взвешенный осадок, глубина Секки обратно пропорциональна биомассе фитопланктона», - говорит Кирби. Глубина Секки также говорит ученым о глубине, на которой свет поддерживает жизнь в воде.
Вы вводите глубину Secchi и местоположение GPS на своем смартфоне (для этого не требуется подключение к сети) в приложение. Исследователи из Плимута получают данные, как только вы восстанавливаете подключение к сети. Вы также можете загружать фотографии и вводить дополнительные сведения, такие как температура воды (измеряемая лодкой) и заметки о визуальных наблюдениях, например, пенистая поверхность, цветение планктона или стая кормящихся морских птиц.
Диск Секки, погруженный в британский Плимутский Звук. Фото Ричарда Кирби
Исследователи из Плимута надеются, что исследователи океана по всему земному шару примут участие в исследовании, с помощью которого они создадут базу данных и карту океанов, на которой будут отображаться как сезонные, так и годовые изменения уровней фитопланктона, чтобы помочь ученым, изучающим изменение климата и океаны. «Один человек, регистрирующий глубину Секки два раза в месяц в течение нескольких лет, получит полезные данные о своем местном море», - говорит Кирби. «Чем больше людей примут участие, тем больше будет проект, и тем более важным и ценным он станет для будущих поколений».
Кирби отмечает, что гражданские ученые давно предоставляют ценные данные о долгосрочных изменениях в окружающей среде, и рассматривает Интернет как большую возможность объединить усилия гражданских ученых. «Мы часто оглядываемся назад и хотим, чтобы мы начали что-то отслеживать в мире природы», - говорит он. «Если бы мы только начали измерять« х »десять лет назад». Что ж, сейчас не время, чтобы начать что-то в будущем ».
