Kui teadlased rüselevad, et teada saada, kuidas soojendavad ookeanitemperatuurid kogu maailma mereökosüsteeme - alates korallriffide pleegitamisest kuni muudetud rändeteedeni -, aitab üks mere kõige levinumaid organisme teadlastel juba toimunud muutusi mõõta. Sajandeid säilinud fossiilsete andmete ja reaalajas kogutud andmete kohaselt peegeldavad mõned mere planktoni populatsioonid selgeid muutusi vastusena inimeste industrialiseerimisele ja sellega kaasnenud soojenevatele ookeanidele.
Sel nädalal ajakirjas Nature avaldatud uuringu kohaselt leidsid teadlased selged erinevused planktoniliste foraminiferakogukondade - ookeanivees hõljuvate pisikeste üherakuliste olendite - vahel enne ja pärast industriaalajastu algust umbes 170 aastat tagasi. Nendes kooslustes sisalduvate planktoniliikide suhe on muutunud vastavalt meretemperatuuri muutustele, mis näitab, et ookeani soojenemine on neid populatsioone ja nende laiemaid mereökosüsteeme sügavalt muutnud.
Ehkki idee, et kliimamuutused mõjutavad mereelu, pole uus, hõlmab planktoni uuring ebaharilikult täielikku andmekogumit, mis ulatub ümber maakera ja ulatub sügavatesse eelmistesse sajanditesse, et kinnitada inimkonna mõju ookeanidele.
Planktonilised foraminifera'd pakuvad terviklikku fossiilrekordit, kuna nende kõvad kaltsiidikoored säilivad hästi ookeani põhjas asuvates settekihtides, ütles Saksamaa autor Bremeni ülikooli paleontoloogiline okeanograaf Lukas Jonkers. Organismid asustavad veed ka kogu maailmas. Ehkki planktonilisi foraminifeeriaid on pinna-ookeanis harva, leidub neid suuremal sügavusel ohtralt ja mõnes kohas vaipavad nad merepõhja terveid vahtreid, ütles Jonkers.
Atlandi ookeani troopilises põhjaosas asuva uurimislaeva Meteor pardal oleva settepüünise taastamine. Sellised settepüünised pakuvad teavet tänapäevaste planktoniliste foraminifera liikide koosluste kohta, mis leiti süstemaatiliselt setetest erinevat tööstusele eelnenud kooslustest. (Christiane Schmidt) "Võime tänapäeval väga hästi võrrelda liikide levikut minevikuga, " ütleb Jonkers. “Pole nii palju zooplanktoni rühmi, kus fossiilide andmed on nii hästi säilinud. Tegelikult ma ei usu, et seda oleks. ”
Nende kogukondade seisundi mõistmiseks enne tööstusliku ajastu algust analüüsisid Jonkers ja tema meeskond enam kui 3700 proovi, mis olid varem kogutud ookeani põhjas asuvatest settekihtidest. Tuginedes sellele, kui kiiresti setted akumuleeruvad ja segunevad merepõhjas, leidsid teadlased, et settesüdamike pealmine kiht - peamiselt ookeani põhjast üles tõmmatud mudasilindrid - sisaldaks fossiile, mis on paarisaja aasta vanused, ütles Jonkers, enne tööstusrevolutsiooni.
Seejärel võrdles meeskond neid eeltööstuslikke proove uuemate andmetega, mis koguti settepüüniste abil, mis on merepõhja külge sildunud lehtrid, mis haaravad ookeani ülemistest kihtidest alla kukkuvat kõike (kaasa arvatud plankton, mis triivib läbi vee). Aastatel 1978 kuni 2013 kogutud teavet kasutades avastasid teadlased, et planktoniliste foraminiferakoosluste koosseis on merepõhja fossiilide ladestumise ja settepüünistesse püütud organismide vahel märkimisväärselt muutunud.
Nihe, mida mõõdetakse kümnetes proovides sisalduvate planktoniliikide suhtelise arvukuse võrdlemisel, ei tundu juhuslik. Planktoni koosluste muutuste hulk korreleerus ümbritsevates vetes dokumenteeritud temperatuurimuutuse määraga. Kogukondade nihkumise suund on suuresti ka ookeanitemperatuuri muutuste mustritega, nagu leidsid autorid, kui nad sobitasid merepõhja fossiile tänapäevaste kogukondade lähimate analoogidega.
Kuna andmed näitavad nii muutuse kraadi kui ka suuna vastavust, väidab Jonkers, et on kindel, et temperatuur on planktoniliste foraminifera populatsioonide muutuste liikumapanevaks jõuks.
"Ma ootasin, et näeksin globaalsete muutuste erinevust ja mõju, " ütleb Jonkers. "Kuid ma ei osanud oodata, et signaal on nii selge."
Uus uuring kordab globaalses plaanis seda, mida teised teadlased on konkreetsetes piirkondades leidnud, ütles Hawaii Vaikse ookeani ülikooli mereteadlane David Field, kes on uurinud planktonilisi foraminifera, kuid ei olnud selle uuringuga seotud. Kuigi teadlased pole veel täielikult lahti mõelnud, miks täpselt planktoni kooslused muutuvad, osutavad selle uuringu ja teiste uuringute tõendusmaterjal selgelt ookeani soojenemisele kui tõenäolisele põhjusele kas veealuse keskkonna muude aspektide otsese mõjuna või kaudse tõukejõuna, Field ütleb.
Settepüünise proovide võrdlemine merepõhja fossiilidega ei pruugi olla täiuslik analoogia - erinevused säilitamises võivad olla andmete võimalikuks mõjuriks, kuid Field väidab, et autorite tõendid pakuvad veenvat tuge ookeani soojenemise tohutule mõjule mereliikidele.
"See näitab, et soojenemine avaldas mõju mere ökosüsteemidele juba ammu, isegi enne, kui me selle üle head arvestust pidasime, " räägib Field. „Ookeanide soojenemise mõju ökosüsteemidele võime tulevikus oodata palju rohkem. Ookeanid jätkavad muutusi viisil, mida me pole varem näinud. ”
Planktoniline foraminifera ei pruugi olla nii majesteetlik kui vaal või meritäht, kuid nende fossiilsete andmete laius pakub kasulikku lähtejoont kinnitamaks ookeani elutegevuse laiemat suundumust inimtegevuse tagajärjel. Jonkersi sõnul muutused planktonikogukondades on mereökosüsteemide “suurema pildi” murettekitav näitaja, kuna ookeanide temperatuur tõuseb jätkuvalt.
„Küsimus on selles, mis saab siis, kui kliimamuutused edenevad?“ Ütleb Jonkers. “Isegi ühe kraadi juures [temperatuurimuutus] näeme juba suuri muutusi planktoonilistes foraminiferades ja tõenäoliselt ka teistes mereelustikes. See tähendab, et kõik need liigid peavad kohanema ja praegu ei tea me, kas nad suudavad või kas suudavad seda piisavalt kiiresti teha. ”
