Nova studija zaključuje da je stara, temeljna i široko prihvaćena teorija o tome kako i zašto cvjeta fitoplankton u oceanima – netočna.
Nalazi osporavaju više od 50 godina konvencionalnu mudrost o rastu fitoplanktona koji su krajnji temelj za gotovo sav život u oceanu i velika ribarstva. Oni također izazivaju zabrinutost da će globalno zagrijavanje, umjesto da potiče produktivnost oceana, zapravo ju smanjiti na nekim mjestima. Ova analiza autora Michaela Behrenfelda, profesora botanike na Oregon State University i jednog od vodećih svjetskih stručnjaka u korištenju tehnologija daljinskih istraživanja kako bi se ispitala oceanska produktivnost, objavljena je u časopisu Ecology. Rad je potpomognut od strane NASA-e.
Novo istraživanje zaključuje da teorija koja je razvijena 1953. godine pod nazivom “hipoteza o kritičnoj dubini” nudi nepotpuna i netočna objašnjenja za ljetna cvjetanja mora koja su praćena od 1800-tih godina u sjevernom Atlantiku. Ova cvjetanja predstavljaju temelj za jedno od najboljih svjetskih proizvodnih ribarstva. “Stara je teorija bila zdravo razumna i činilo se da objašnjava ono što ljudi vide”, rekao je Behrenfeld.
“Ona se temeljila na najboljoj znanosti i podacima koji su bili dostupni u to vrijeme, od kojih je većina dobivena za vrijeme mirnijih sezona u kasno proljeće i rano ljeto”, rekao je Behrenfeld. “Ali sada imamo satelitsku tehnologiju daljinskog istraživanja koja nam pruža mnogo iscrpnije poglede na oceane i to doslovno svaki dan. Ti se podaci snažno suprotstavljaju hipotezi o kritičnoj dubini.” Ta hipoteza, koja se obično nalazi u udžbenicima za oceanografiju, govori da je cvjetanje fitoplanktona u umjerenim oceanima u proljeće zbog poboljšanja uvjeta osvjetljenja – duži i svjetliji dani – i zagrijavanja površinskog sloja. Topla voda ima manju gustoću od hladne vode, tako da proljetno zagrijavanje stvara površinski sloj koji “pluta” iznad hladne vode te usporava miješanje uzrokovano vjetrom i drži fitoplankton u osunčanom gornjem sloju više vremena, omogućavajući im tako da brže rastu.
Tu je problem: devetogodišnja analiza satelitskih snimaka klorofila i podataka o ugljiku ukazuje da je dugo održana hipoteza neistinita. Stopa akumulacije fitoplanktona zapravo počinje rasti usred zime, najhladnijem i najmračnijem dobu godine. Behrenfeld kaže da je temeljna mana prethodne teorije to što nije na odgovarajuć način vođeno računa o sezonskim promjenama u aktivnosti zooplanktona, vrlo sitnim morskim životinjama, posebno o njihovoj stopi prehrane fitoplanktonom. “Da bismo razumjeli brojnost fitoplanktona, obraćali smo previše pozornosti na rast fitoplanktona, a premalo pozornosti na učestalost gubitaka, osobito konzumacije od zooplanktona”, rekao je Behrenfeld. “Kada je zooplankton u izobilju i može pronaći hranu, on jede fitoplankton gotovo jednako brzo kao što raste.”
Nova teorija koju je razvio Behrenfeld, pod nazivom “hipoteza o razvodnjavanju ponovnog spajanja”, sugerira da proljetno cvjetanje ovisi o procesima koji se javljaju ranije u jesen i zimi. Kako zimske oluje postaju češće i intenzivnije, biološki bogat površinski sloj miješa se s hladnim, gotovo čistom i beživotnom vodom iz dubljih razina. Ovo razvodnjavanje koncentracije fitoplanktona i zooplanktona otežava zooplanktonu da pronađe fitoplankton i pojede ga; time preživljava više fitoplanktona i populacija se počinje povećavati tijekom tamnih, hladnih zimskih dana. U proljeće se oluje smire, a fitoplankton i zooplankton više nisu regularno razrijeđeni. Zooplankton pronalazi svoj plijen lakše kako se koncentracija fitoplanktona povećava. Pa iako fitoplankton dobiva više svjetla i njihova se stopa rasta poveća, proždrljivo hranjenje zooplanktona čini ih u velikoj mjeri nesigurnima, a ukupan rast fitoplanktona javlja se otprilike istom stopom od zime do kasnog proljeća. Konačno usred ljeta fitoplankton ostaje bez hranjivih tvari i tada ih brojan zooplankton jednostavno sustiže te cvjetanje završi brzim srazom.
Procesi koji tamo djeluju donekle su slični važnosti ulaznih struja uzrokovanih vjetrom u oceanskim vodama sjeverozapadnog Pacifika, a koje donose hranjive tvari i tako pospješuju rast fitoplanktona. Međutim, u sjevernom Atlantiku djeluju ovi drugi, složeni procesi, uključujući i razrjeđivanje fitoplanktona i njihova konačna kontrola ispašom agresivnih zooplanktona. “Ono što satelitske snimke govore je to da fizičko miješanje vode ima puno ili više veze s uspjehom cvjetanja kao što to ima stopa fotosinteze fitoplanktona”, rekao je Behrenfeld. “Velika cvjetanja izgleda zahtijevaju dublja zimska miješanja.”
To je problem, kazao je, jer uz daljnje se globalno zagrijavanje očekuje da će mnoge oceanske regije postati toplije i stratificiranije. Na mjestima gdje ovaj proces djeluje, što uključuje Sjevernoatlantski ocean, sjeverozapadni Pacifik i južni dio oceana oko Antarktike, moglo bi doći do smanjenja rasta fitoplanktona i manje ukupne produktivnosti oceana, odnosno do manje života u oceanima. Ove sile utječu i na ravnotežu ugljika u oceanima i stoga je potrebno njihovo točno razumijevanje kako bi se saznanja koristila za globalne klimatske modele.
Vrijedi napomenuti, kaže Behrenfeld, da su neke od tih regija s velikim sezonskim cvjetanjima među najdinamičnijima svjetskim ribarstvima. Hipoteza o kritičnoj dubini govori da bi toplije klime povećale produktivnost oceana. Behrenfeldova nova hipoteza sugerira suprotno.Behrenfeld je rekao da su oceani vrlo složeni, na miješanje vode i struje mogu utjecati različite sile i još će mnogo istraživanja i promatranja biti potrebno da se u potpunosti razumiju budući mogući učinci. Međutim, neki će se oceanografi morati vratiti nazad na ploču za crtanje. “Sa satelitskim snimkama o neto stopi rasta populacije u sjevernom Atlantiku sada možemo odbaciti hipotezu o kritičnoj dubini kao valjanom objašnjenju za pokretanje cvjetanja”, napisao je u izvješću Behrenfeld.
Izvor: Oregon State University
