Οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στους ωκεανούς και στα θαλάσσια οικοσυστήματα

Οι κλιματικές αλλαγές λόγω φαινομένων όπως το Ελ Νίνιο και η Λα Νίνια είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τη χερσαία γη καθώς και τα επιφανειακά ύδατα της θάλασσας. Αυτό που είναι λιγότερο γνωστό είναι ότι αυτές οι κλιματικές διακυμάνσεις έχουν μεγάλες επιπτώσεις στο περιβάλλον καθώς και στα οικοσυστήματα των βαθέων υδάτων. Αυτά τα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων αλλοιώνονται με εντυπωσιακή ταχύτητα, αντιδρώντας σχεδόν αμέσως στις αλλαγές στα καιρικά μοτίβα χιλιάδες πόδια πάνω. Αυτές οι επιπτώσεις αλλάζουν τον ιστό της ζωής στα βαθιά, περιορίζοντας την αναπαραγωγή ορισμένων οργανισμών και δημιουργώντας άλλους. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου παίζει καθοριστικό ρόλο στην αλλαγή του κλίματος σήμερα, καθιστώντας το το κύριο συστατικό της αλλαγής του κλίματος. Αυτή η αλλαγή επηρεάζει τα ωκεάνια ρεύματα, τα οικοσυστήματα, την εξέλιξη, καθώς και τη χημική σύνθεση, αλλάζοντας τελικά τη ζωή, όπως τη γνωρίζουμε στις βαθιές θάλασσες της Γης μας.

Για αιώνες οι άνθρωποι, όπως και τα ζώα, βασίζονται σε μια συμβιωτική σχέση με το περιβάλλον τους. Αυτή η σχέση βασίζεται σε χημικές διεργασίες και δράσεις, οι οποίες με τη σειρά τους βοηθούν ο ένας τον άλλον να ζήσει και να ανθίσει. Χωρίς αυτή τη σχέση μεταξύ των οργανισμών και του περιβάλλοντος τους, δεν θα υπήρχε ζωή στον πλανήτη για να συλλογιστούμε αυτά τα ζητήματα. Οι περιβαλλοντικές αλλαγές μπορούν να συμβούν για πολλούς διαφορετικούς λόγους, αλλά ο πρωταρχικός παράγοντας στην αλλαγή του οικοσυστήματος ενός οργανισμού είναι το κλίμα:το συμβιωτικό του αντίστοιχο.

Επιπλέον, αυτές οι σχέσεις υπάρχουν βαθιά στον ωκεανό. Αν και μπορεί να μην έρχονται σε άμεση επαφή με το κλίμα που τις επηρεάζει, αυτές οι βαθιές θάλασσες επηρεάζονται σημαντικά από τις κλιματικές αλλαγές που λαμβάνουν χώρα χιλιάδες πόδια ψηλότερα. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι η κύρια αιτία αλλαγής στο κλίμα μας σήμερα. Επομένως, αυτό είναι και το πρωταρχικό θέμα σημασίας και επιρροής στην αλλαγή της ζωής στα βαθιά και των διαδικασιών της. Αυτές οι επιδράσεις ποικίλλουν από μια αλλαγή στη χημική σύνθεση στα βαθιά θαλάσσια βάθη έως μια αλλαγή στους κυρίαρχους οργανισμούς στο οικοσύστημα. Ευτυχώς, παρόμοια γεγονότα έχουν λάβει χώρα στο παρελθόν, δίνοντας ενδείξεις για το τι μπορεί να αναμένεται καθώς και τι μπορούν να κάνουν οι άνθρωποι για να προσπαθήσουν να αναστρέψουν ή να επιβραδύνουν αυτήν την αλλαγή του κλίματος.

Μια σύντομη ιστορία της κλιματικής αλλαγής

Οι άνθρωποι έχουν ακολουθήσει τα καιρικά μοτίβα για αιώνες, σημειώνοντας ημέρες ασυνήθιστης ζέστης ή κρύου καθώς και περιόδους δυσμενών ανέμων. Αυτή η παράδοση πραγματοποιείται μέχρι σήμερα, αν και χρησιμοποιεί πολύ πιο εξελιγμένα μηχανήματα και μεθόδους, που γίνονται για τους ίδιους πρωταρχικούς σκοπούς, για την πρόβλεψη του καιρού. Μαζί με την πρόβλεψη του καιρού έρχονται πολλές άλλες προκλήσεις, συμπεριλαμβανομένης της πρόβλεψης των επιπτώσεων αυτού του κλίματος στις διαδικασίες και τα οικοσυστήματα σε όλο τον κόσμο. Περίπου πριν από 55 εκατομμύρια χρόνια μια ταχεία άνοδος των παγκόσμιων θερμοκρασιών δημιούργησε αυτό που σήμερα είναι γνωστό ως Θερμικό Μέγιστο Παλαιόκαινου-Ηωκαινίου (PETM). Αυτή η αλλαγή στο κλίμα πυροδότησε πολλά γεγονότα που άλλαξαν τη σύνθεση του κόσμου εκείνη την εποχή.

Μέσες θερμοκρασίες στην εποχή του Ηώκαινου και του Παλαιόκαινου.

Αυτές οι επιπτώσεις περιλαμβάνουν την αντιστροφή των ρευμάτων των ωκεανών και τη δημιουργία μιας αλλαγής στη διαδικασία ανατροπής που λαμβάνει χώρα στο νότιο ημισφαίριο. Αυτή η διαδικασία ανταλλάσσει το ζεστό νερό με το κρύο πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά νερό των βαθέων θαλασσών. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία επιβραδύνθηκε και τελικά σταμάτησε. Τελικά αυτή η διαδικασία μετακινήθηκε από το νότιο ημισφαίριο στο βόρειο ημισφαίριο, δημιουργώντας μια κίνηση ασυνήθιστα ζεστού νερού στις βαθιές θάλασσες. Αυτό προώθησε την υπερθέρμανση του πλανήτη προκαλώντας την απελευθέρωση μεθανίου στην ατμόσφαιρα.

Σε εύθετο χρόνο, αυτό οδήγησε σε ένα ενδημικό θάνατο στη θαλάσσια ζωή. Αν και δεν είναι προφανές γιατί οι θερμοκρασίες αυξήθηκαν κατά την περίοδο PETM, υποτίθεται ότι τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα συνδέονται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Η αύξηση της θερμοκρασίας που προκαλείται από το φαινόμενο του θερμοκηπίου συμβαίνει γρήγορα και χρειάζονται χιλιάδες χρόνια για να αντιστραφούν αυτές οι επιπτώσεις. Το PETM είναι ένα πρωταρχικό παράδειγμα του τι μπορεί να συμβεί εάν το φαινόμενο του θερμοκηπίου πάρει μια στροφή προς το χειρότερο. Αν και συνέβη πριν από χιλιάδες χρόνια, μπορεί να μας δώσει πολλές πληροφορίες σχετικά με τις αιτίες και τις επιπτώσεις της υπερθέρμανσης του πλανήτη, επηρεάζοντας έτσι τη βαθιά θάλασσα και τις ζωτικές διαδικασίες της.

Η υπερθέρμανση του πλανήτη και το φαινόμενο του θερμοκηπίου

Το φαινόμενο του θερμοκηπίου δεν είναι νέο φαινόμενο. στην πραγματικότητα, παίζει σημαντικό ρόλο στη Γη από την αρχή του σχηματισμού της. Για να εξηγηθεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου, απαιτείται κάποια βασική γνώση της ακτινοβολίας του ήλιου καθώς και της γης. Ο ήλιος, όταν λάμπει στη γη, μεταδίδει ενέργεια μέσω του φωτός που ονομάζεται υπεριώδης ακτινοβολία. Η υπεριώδης ακτινοβολία δρα στο φάσμα μικρού μήκους κύματος, δίνοντάς του τη δυνατότητα να διέρχεται από την ατμόσφαιρα της Γης ως επί το πλείστον χωρίς να απορροφάται και να φτάνει στην επιφάνεια της Γης. Για να αποτρέψει τη γη από το να γίνεται συνεχώς πιο ζεστή και πιο ζεστή, πρέπει να απελευθερώσει την ίδια ποσότητα θερμότητας που πλημμυρίζει ο ήλιος στη Γη.

Καθώς ο ήλιος θερμαίνει τη Γη με ακτινοβολία ορατού φωτός, η Γη στη συνέχεια εκπέμπει θερμότητα με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Αυτός ο τύπος ακτινοβολίας έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος από αυτό της ορατής ή υπεριώδους ακτινοβολίας. επομένως τα αέρια, που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα, την παγιδεύουν. Οι υδρατμοί, το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο, το όζον, το υποξείδιο του αζώτου απορροφούν την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από τη Γη. Αυτά τα αέρια παγιδεύουν θερμότητα στην ατμόσφαιρα, θερμαίνοντας έτσι τη Γη. Αυτή είναι η αρχή του φαινομένου του θερμοκηπίου. Η αλήθεια είναι ότι το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι μια σημαντική διαδικασία που συνήθως λαμβάνει χώρα στην ατμόσφαιρα, δίνοντας στον κόσμο ένα ζεστό κλίμα.

Το πρόβλημα υπάρχει όταν υπάρχουν πάρα πολλά αέρια θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Εάν συμβεί αυτό, τα υπερβολικά αέρια του θερμοκηπίου απορροφούν επιπλέον θερμότητα που εκπέμπεται φυσικά από την επιφάνεια της Γης. Η υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί να προκαλέσει πολλά προβλήματα, αλλά το πιο τρομακτικό είναι το λιώσιμο των πολικών πάγων. Εάν οι πολικοί πάγοι λιώσουν, θα μπορούσαν ενδεχομένως να προκαλέσουν άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά 20 πόδια. Αυτό όχι μόνο θα βύθιζε πολλές πόλεις κατά μήκος των ακτών, αλλά και ένα μεγάλο μέρος της Φλόριντα. Ένα άλλο αποτέλεσμα, που συχνά φοβούνται οι ωκεανογράφοι, είναι η επιβράδυνση ή η διακοπή της μεγάλης ωκεάνιας κυκλοφορίας, η οποία θα προκαλούσε διακοπή σε όλες τις πτυχές της ζωής στους ωκεανούς. Η υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί επομένως να επηρεάσει τη ζωή σε όλες τις μορφές.

Πώς η κλιματική αλλαγή μπορεί να επηρεάσει τα ωκεάνια ρεύματα

Για αιώνες οι άνθρωποι πίστευαν ότι οι βαθιές θάλασσες των ωκεανών δεν επηρεάζονταν από το επιφανειακό κλίμα και τα μοτίβα του ανέμου, τώρα έχει αποδειχθεί το αντίθετο. Πίστευαν ότι οι βαθιές θάλασσες ήταν μια απύθμενη πεδιάδα, σπάνια ζωή και χωρίς κανένα χαρακτηριστικό. Όταν αυτή η υπόθεση αποδείχτηκε λανθασμένη, το ίδιο ήταν και η ιδέα ότι οι βαθιές θάλασσες δεν επηρεάστηκαν από το κλίμα χιλιάδες πόδια πάνω. Οι ωκεανοί κυκλοφορούν πολύ όπως η ατμόσφαιρα, λόγω των θεμελιωδών νόμων της φυσικής.

Το θαλασσινό νερό, όπως και ο αέρας, ευθυγραμμίζονται σε μια κλίση πίεσης, έχοντας το πιο πυκνό νερό στο κάτω μέρος και το λιγότερο πυκνό στην κορυφή. Αυτό προκαλεί μια κίνηση κυκλοφορίας στους ωκεανούς του κόσμου. Το κρύο πυκνό νερό της βαθιάς θάλασσας στη συνέχεια βυθίζεται και το ζεστό τροπικό νερό ανεβαίνει στην επιφάνεια. Καθώς το ζεστό νερό ανεβαίνει, μεταναστεύει προς τους πόλους, δροσίζοντάς το και βυθίζοντάς το έτσι στα βάθη των αρκτικών ωκεανών. Αυτό, με τη σειρά του, ωθεί το ήδη κρύο πυκνό νερό από τους πόλους προς τον ισημερινό, θερμαίνοντάς το και αναγκάζοντάς το να ανέβει στην επιφάνεια.

Αυτή η υπεραπλουστευμένη εξήγηση δείχνει τα κύρια μοτίβα κυκλοφορίας του ωκεανού. Εάν η μέση θερμοκρασία του κλίματος της γης αυξανόταν μόνο κατά μερικούς βαθμούς Κελσίου λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου, αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει δραματικές αλλαγές στους ωκεανούς. Η θέρμανση της ατμόσφαιρας θα προκαλούσε αύξηση της τήξης των παγετώνων, παρέχοντας μια τεράστια αύξηση του γλυκού νερού στα νερά του Βόρειου Ατλαντικού. Αυτό το γλυκό νερό, που είναι πολύ λιγότερο πυκνό από το αλμυρό νερό, θα δημιουργούσε μια κουβέρτα γλυκού νερού στην επιφάνεια της Θάλασσας του Βόρειου Ατλαντικού.

Αυτό θα προκαλούσε διαταραχή στην κυκλοφορία, η οποία ξεκινά από τον Βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό. Εάν το γλυκό νερό είναι λιγότερο πυκνό, δεν θα βυθίζεται πλέον στα βάθη του ωκεανού και έτσι θα τροφοδοτεί την κυκλοφορία. Το κρύο πυκνό νερό είναι πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά λόγω χημικών αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα στις βαθιές θάλασσες, ενώ το λιγότερο πυκνό ζεστό νερό είναι ελλιπές σε θρεπτικά συστατικά, αφού τα περισσότερα από τα θρεπτικά συστατικά του έχουν χρησιμοποιηθεί από διάφορους οργανισμούς. Αυτό το παράδειγμα, το οποίο έλαβε χώρα κατά την περίοδο PETM, και το οποίο υποτίθεται ότι λαμβάνει χώρα αυτή τη στιγμή, προκαλεί διακοπή και πιθανώς διακοπή μιας από τις πρωταρχικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στους ωκεανούς. Η βαθιά θάλασσα θα επηρεαστεί δραματικά, προκαλώντας αλλαγή του περιβάλλοντος καθώς και του οικοσυστήματος της.

Πώς τα ωκεάνια ρεύματα επηρεάζουν τα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων

Καθώς η κυκλοφορία των ωκεανών αρχίζει να επιβραδύνεται ή πιθανώς να σταματά λόγω της κλιματικής αλλαγής, αυτό προκαλεί δυσμενή αποτελέσματα στα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων σε όλο τον κόσμο. Η κυκλοφορία της ζώνης παρέχει πλούσια σε θρεπτικά συστατικά ύδατα βαθέων υδάτων σε στρατηγικές τοποθεσίες στους ωκεανούς. Καθώς αυτό το νερό ανεβαίνει, οι οργανισμοί βασίζονται σε αυτά τα θρεπτικά συστατικά για να επιβιώσουν. Εάν τα ωκεάνια ρεύματα κατευθυνθούν λανθασμένα ή σταματήσουν, τα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά βαθιά νερά δεν θα ανεβαίνουν πλέον τόσο πολύ. Αυτό θα προκαλούσε μείωση των ποσοτήτων φυτοπλαγκτού στους ωκεανούς. Το φυτοπλαγκτόν είναι το κλειδί για την πλειοψηφία της ζωής στους ωκεανούς, παρέχοντας την αρχή της τροφικής αλυσίδας σε όλη τη διαδρομή από το ζωοπλαγκτόν έως τους καρχαρίες και τις φάλαινες.

Αυτό, με τη σειρά του, θα επηρέαζε ολόκληρο τον ωκεανό, μέχρι τα πιο βαθιά βάθη, προκαλώντας λιμοκτονία και αλλαγή της τροφικής αλυσίδας για πολλούς οργανισμούς. Εάν υπάρχει εξάντληση της πηγής τροφής στα ανώτερα όρια του ωκεανού, θα συνεχιστεί και προς τα κάτω. Οι οργανισμοί βαθέων υδάτων βασίζονται σε σφαιρίδια κοπράνων που σχηματίζονται από θαλάσσιους οργανισμούς για να πέσουν στα βάθη της θάλασσας. Αυτό παρέχει πολλά από τα θρεπτικά συστατικά που απαιτούνται για τη διατήρηση της ζωής. Η μείωση της τροφής προκαλεί μείωση των σφαιριδίων κοπράνων που πέφτουν βροχή από τα ανώτερα μέρη της γης. Αυτά τα σφαιρίδια κοπράνων παρέχουν την πλειοψηφία του φωσφόρου που υπάρχει στα βάθη του ωκεανού, ένα βασικό συστατικό σε πολλές βιολογικές διεργασίες. Τα σφαιρίδια κοπράνων είναι επίσης σημαντική πηγή τροφής για τα θαλάσσια ζώα, καθώς και για βακτήρια και μύκητες.

Το οξυγόνο ως συστατικό της ζωής

Εκτός από την εξάντληση των σφαιριδίων των κοπράνων, η εξάντληση του οξυγόνου προκαλεί δραστική επίδραση στα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων. Η κύρια πηγή οξυγόνου προς τους ωκεανούς προέρχεται από την ατμόσφαιρα, η οποία επιτυγχάνεται με την ανάδευση του νερού κοντά στην επιφάνεια, με αποτέλεσμα να κορεστεί με οξυγόνο από την ατμόσφαιρα. Τα νερά των ωκεανών είναι κορεσμένα με οξυγόνο μόνο όταν βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια. Εάν σταματήσει η κυκλοφορία της κυκλοφορίας, τα νερά των βαθέων υδάτων δεν θα ανεβαίνουν πλέον σχεδόν τόσο γρήγορα στην επιφάνεια του ωκεανού, προκαλώντας έτσι εξάντληση του οξυγόνου που υπάρχει στα βάθη των ωκεανών. Αυτή η έλλειψη οξυγόνου θα είχε σημαντικές επιπτώσεις στα ζώα βαθέων υδάτων.

Δεδομένου ότι η κύρια πηγή ενέργειας στις βαθιές θάλασσες απαιτεί αναπνοή και οξυγόνο, η πηγή ζωής τους θα ήταν δραματικά χαμηλή. Αυτό θα προκαλούσε εξάντληση του αριθμού των οργανισμών καθώς και αλλαγή στους κυρίαρχους οργανισμούς. Καθώς ορισμένοι οργανισμοί πεθαίνουν λόγω της πείνας ή της έλλειψης θρεπτικών συστατικών, άλλοι οργανισμοί θα πάρουν τη θέση τους που μπορεί να είναι πιο προσαρμοσμένοι στο περιβάλλον, αλλά αλλάζουν ουσιαστικά τη σύνθεση του οικοσυστήματος. Μια αλλαγή σε έναν πρωτεύοντα οργανισμό σε έναν άλλο θα μπορούσε να οδηγήσει σε διαταραχή σε ολόκληρο τον τροφικό ιστό, από το πλαγκτόν έως τις φάλαινες.

Ένας λόγος για φροντίδα

Μπορεί να μην φαίνεται προφανές γιατί κάποιος θα νοιαζόταν για τα οικοσυστήματα των βαθέων υδάτων και τις λειτουργίες τους. Αν και είναι μίλια μακριά και αόρατο, είναι πολύ σημαντικό για την καθημερινή ζωή του ανθρώπου. Όλα τα ζωντανά πλάσματα αποτελούν μέρος ενός συγκεκριμένου τροφικού επιπέδου, της τροφικής αλυσίδας. Οι άνθρωποι βρίσκονται στην κορυφή της τροφικής αλυσίδας και επομένως βασίζονται σε μικρότερους οργανισμούς για να τραφούν. Μια τεράστια πηγή αυτών των μικρότερων οργανισμών βρίσκεται στους ωκεανούς.

Εάν αλλάξουν τα οικοσυστήματα των ωκεανών, αυτό θα οδηγήσει σε αλλαγή στους κυρίαρχους πληθυσμούς θαλάσσιων οργανισμών, ίσως περιορίζοντας ή εξαλείφοντας μια πολύτιμη πηγή τροφής για τον άνθρωπο. Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο τα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων επηρεάζουν τις ζωές των ανθρώπων είναι μέσω της αναπνοής. Εάν σταματήσει η κυκλοφορία, όχι μόνο θα κλείσουν τα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων αλλά και το φυτοπλαγκτόν θα μειωθεί. Μια μείωση του πληθυσμού του φυτοπλαγκτού κοντά στην επιφάνεια του ωκεανού θα προκαλούσε δραματική μείωση της συνολικής φωτοσύνθεσης που λαμβάνει χώρα στον κόσμο. Αυτό θα έδιωχνε την ισορροπία μεταξύ της αναπνοής και της φωτοσύνθεσης, προκαλώντας αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και μείωση του οξυγόνου.

Μια ανάλυση των αιτιών και των επιπτώσεων του κλίματος στα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων παρέχει ενδείξεις για το τι θα συμβεί και τι μπορεί να γίνει για να μειωθεί η έκταση της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Παρά όλα όσα μπορεί να γίνουν, είναι αναπόφευκτο να έχει αλλάξει το κλίμα της Γης, αλλάζοντας έτσι τη σύνθεση του ωκεανού. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου, που προκαλείται από την αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου, όπως το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, είναι η κύρια αιτία της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Αυτή η θέρμανση, με τη σειρά της, επιβραδύνει ή σταματά την κυκλοφορία των ωκεανών, περιορίζοντας τα θρεπτικά συστατικά από τα σφαιρίδια των κοπράνων καθώς και το οξυγόνο για να φτάσουν στα οικοσυστήματα των βαθέων υδάτων. Αυτό είχε αρνητικές επιπτώσεις, προκαλώντας μαζική αλλαγή στους κυρίαρχους οργανισμούς μαζί με την εξαφάνιση ή την εξαφάνιση. Οι άνθρωποι γνωρίζουν περισσότερα για την επιφάνεια της Σελήνης παρά για τα βάθη των ωκεανών της Γης. Οι άνθρωποι δεν μπορούν να αρνηθούν ούτε να αποφύγουν τον κρίσιμο ρόλο τους σε αυτή τη διαδικασία, και ως εκ τούτου είναι απαραίτητο να μελετήσουμε και να γνωρίζουμε τα πράγματα που προκαλούν και επηρεάζουν τα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων.