科学家们花费十多年时间研究人工夜间光对世界海岸和海洋的影响,表明全球海洋超过五分之一的面积——超过7500万平方公里的区域——在过去二十年中经历了海洋变暗。海洋变暗是指海洋光学属性的变化减少了光照区的深度,光照区是90%海洋生命的栖息地,阳光和月光驱动生态作用的地方。
根据新研究,过去二十年中全球海洋超过五分之一的面积——一个超过7500万平方公里的区域——成为海洋变暗的主题。
海洋变暗发生在海洋光学属性的变化减少了光照区的深度,光照区是90%海洋生命的栖息地,阳光和月光驱动生态作用的地方。
在这项发表在《全球变化生物学》上的新研究中,研究人员使用卫星数据和数值模型的组合分析全球各地光照区深度的年度变化。
他们发现,在2003年至2022年间,全球海洋21%的面积——包括沿海地区和公海的大面积——变得更暗。
此外,超过9%的海洋——一个超过3200万平方公里的区域,面积与非洲大陆相当——的光照区深度减少了超过50米,而2.6%的区域光照区减少超过100米。
然而,情况并不完全是海洋变暗,约10%的海洋——超过3700万平方公里——在过去20年中变得更亮。
虽然这些变化的具体含义尚不完全清楚,研究人员表示,这可能影响到巨大数量的地球海洋物种以及海洋整体提供的生态系统服务。
这项研究由普利茅斯大学和普利茅斯海洋实验室的研究人员进行,他们花费十多年时间研究人工夜间光(ALAN)对世界海岸和海洋的影响。
他们表示,这与海洋变暗并没有直接联系,然而,这些变化很可能是受沿海地区营养、有机物和沉积物负荷的综合影响,这些影响由农业径流和降雨增加等因素造成。
在公海中,他们认为这将与藻类繁盛动态变化和海表温度变化等因素有关,这些因素减少了光线向表层水的渗透。
普利茅斯大学海洋保护副教授托马斯·戴维斯博士表示:“已有研究显示海洋表面在过去20年中颜色的变化,可能是由于浮游生物群落的变化。但我们的结果提供了证据,表明这种变化导致广泛变暗,减少了依赖太阳和月亮生存和繁殖的动物可用的海洋空间。我们也依赖海洋及其光照区来获得我们呼吸的空气、我们吃的鱼、应对气候变化的能力,以及地球的整体健康和幸福。考虑到这一切,我们的发现确实引起了关注。”
普利茅斯海洋实验室海洋生物地球化学和观测科学主任蒂姆·史密斯教授补充道:“海洋的动态性远比人们常常所认为的要高。例如,我们知道水柱中的光照水平在任何24小时内变化巨大,动物的行为直接受到光照影响,对这些过程和变化更加敏感。如果光照区在广泛的海洋中减少约50米,那么需要光的动物将被迫更接近表面,在那里它们将不得不争夺所需的食物和其他资源。这可能会引起整个海洋生态系统的根本变化。”
评估海洋光照区的变化
为评估光照区的变化,研究人员使用了NASA的海洋颜色网的数据,该数据将全球海洋拆分成一系列9公里的像素。
这种卫星导出的数据使他们能够观察每个像素海洋表面的变化,而为测量海水中光照而开发的算法用于定义每个地点的光照区深度。
他们还使用了太阳和月球辐照度模型来研究在白天和月光条件下可能影响海洋物种的特定变化,表明夜间光照区深度的变化相较于白天是小的,但仍然具有生态重要性。
全球海洋变化的整体图景
在公海中,光照区深度最显著的变化发生在墨西哥湾流的顶部以及北极和南极周围,这些地区由于气候变化经历了最明显的变化。
在沿海地区和封闭海域——如波罗的海——也广泛存在变暗现象,降雨将沉积物和营养物质带入海洋,刺激浮游生物的生长,减少光照可用性。