To nie upał zabija ekosystemy. Odkryli nowego sprawcę
To nie tylko temperatura zagraża wybrzeżom. Krótkie, ale intensywne epizody ciemności mogą trwale przeorać ekosystemy przybrzeżne.
O wybrzeżach zagrożonych przez ocieplenie oceanów słyszymy od lat. Tymczasem naukowcy zwracają uwagę na inne, mniej oczywiste niebezpieczeństwo, a mianowicie ciemność. Krótkie, ale gwałtowne epizody zaciemnienia wody potrafią w kilka tygodni zrujnować lasy kelpowe, łąki trawy morskiej i rafy koralowe równie skutecznie jak fala upałów.
Kiedy na dnie nagle gaśnie światło
Na powierzchni morza sytuacja może wyglądać dość zwyczajnie: chmury, lekka mgła, może pył znad lądu. Pod wodą dzieje się jednak coś zupełnie innego. Zawieszone w toni cząstki osadów, zakwity glonów czy duże ilości materii organicznej potrafią tak rozproszyć i wchłonąć promienie słoneczne, że na dnie robi się prawie całkowicie ciemno.
Zespół badawczy z Nowej Zelandii, Stanów Zjednoczonych i Europy proponuje, by takie epizody nazwać morskimi falami ciemności. To nie jest powolne, wieloletnie mętnienie wody, lecz nagły, intensywny blackout światła, trwający od kilku dni nawet do ponad 2 miesięcy. Dla organizmów uzależnionych od fotosyntezy oznacza to gwałtowny spadek produkcji energii, a w skrajnych przypadkach śmierć całych płatów roślinności.
Autorzy nowej pracy podkreślają, że przez lata koncentrowaliśmy się głównie na temperaturze wody, zakwaszeniu i spadku zawartości tlenu. Teraz do tej listy dochodzi kolejny, brakujący element, a mianowicie ekstremalne niedobory światła na dnie morskim, które mogą przetaczać się przez wybrzeża niczym niewidzialne sztormy.
6 lat pod wodą i 21 lat z orbity. Jak śledzi się podwodne blackouty?
Żeby w ogóle móc porównywać takie zjawiska, potrzebne są długie serie pomiarów. Naukowcy sięgnęli więc po unikatowe dane z dwóch zakątków świata. Pierwszym był Santa Barbara Coastal Long Term Ecological Research Site – długoterminowy program badawczy u wybrzeży Kalifornii, gdzie od 16 lat mierzy się ilość światła docierającego do dna w lasach kelpowych. Drugim zestawem były 10-letnie pomiary z płytkich, przybrzeżnych wód Zatoki Hauraki i Firth of Thames w Nowej Zelandii.
Do tego dołożono jeszcze 21 lat danych satelitarnych, z których da się odtworzyć, ile w rzeczywistości światła dociera do dna u wschodnich wybrzeży Nowej Zelandii. W sumie badacze przeanalizowali więc ponad dwie dekady zmienności podwodnego oświetlenia, szukając okresów, kiedy warunki wymykały się przeciętnym wahaniom.
Na tej podstawie zdefiniowano próg, po którego przekroczeniu można mówić o falach ciemności – wydarzeniu ekstremalnym, a nie zwykłym pochmurnym tygodniu. Okazało się, że takich epizodów wzdłuż East Cape było od roku 2002 od 25 do 80, a wiele z nich bezpośrednio wiązało się z dużymi sztormami i układami pogodowymi, takimi jak cyklon Gabrielle, który przetoczył się nad regionem w ostatnich latach.
Kiedy dno morskie tonie w mroku. Co dzieje się z kelpem i trawą morską?
Dla lasów kelpowych, łąk trawy morskiej czy raf koralowych światło to tak naprawdę waluta życia. Fotosynteza – proces, w którym rośliny i glony wykorzystują energię słoneczną do wytwarzania związków organicznych – działa dość sprawnie, dopóki dawka energii docierającej do liści jest wystarczająca.
Jeśli woda nagle staje się na tyle mętna, że na dno dociera zaledwie ułamek dotychczasowego światła, rośliny dosłownie schodzą na energetyczne dno. Najpierw spada tempo fotosyntezy, potem zaczynają się problemy z regeneracją tkanek, a wreszcie rośliny zaczynają obumierać. Krótkie, kilkudniowe zaciemnienie może jeszcze zostać przetrzymane dzięki zapasom energii. Gdy ciemność przeciąga się na tygodnie, cała podwodna łąka może zostać przerzedzona, a niektóre gatunki w ogóle znikają z danego fragmentu dna.
Do tego dochodzi zmiana zachowania zwierząt. Drapieżniki, które polują wzrokowo, tracą przewagę. Gatunki aktywne nocą nagle zyskują więcej czasu na żerowanie. Ryby, rekiny i ssaki morskie mogą zaczynać inaczej korzystać z przestrzeni, a migracje dobowo-głębokościowe – ruchy organizmów w górę i w dół słupa wody – ulegają rozchwianiu. Jeśli takie epizody powtarzają się regularnie, ekosystem nie wraca już do prawidłowego stanu. Przebudowie ulega nie tylko skład gatunkowy, ale też sposób, w jaki cała sieć troficzna – od glonów po duże drapieżniki – przepływa energię i materię.
Od fal upałów do fal ciemności. Nowe narzędzie dla naukowców i samorządów
W ostatnich latach w oceanografii przyjęło się mówić o morskich falach upałów – okresach wyjątkowo wysokich temperatur wody, które niszczą rafy koralowe, wybielają korale i prowadzą do masowego wymierania organizmów. Są już także zdefiniowane ramy do opisywania zakwaszenia oceanów czy deficytu tlenu w głębszych warstwach wody.
Nowa praca wprowadza brakujący element układanki: system klasyfikowania ekstremów świetlnych. Fale ciemności można teraz opisywać podobnie, określając czas trwania, intensywność i zasięg oraz porównując między regionami.
Przeczytaj także:
Dla samorządów nadmorskich, służb odpowiedzialnych za ochronę wybrzeża czy organizacji zajmujących się ochroną przyrody to bardzo przydatne narzędzie. Jeśli wiemy, że dany fragment wybrzeża regularnie doświadcza ekstremalnych zaciemnień po dużych sztormach, inaczej planujemy odprowadzanie osadów, prace pogłębiarskie czy zabezpieczanie zlewni rzek przed erozją po pożarach.
Fale ciemności mogą stać się narzędziem wczesnego ostrzegania dla ekosystemów morskich. W połączeniu z rosnącą temperaturą, zakwitami glonów i zakwaszeniem oceanów to właśnie brak światła może być cichym sygnałem, że dany obszar zbliża się do granicy wytrzymałości. Wykrycie takich zjawisk z wyprzedzeniem daje szansę na szybszą reakcję, zanim dojdzie do nieodwracalnych strat.
*Źródło grafiki wprowadzającej: multasamhusen, Canva; AI
