De keten van oorzakelijk verband die stijgende concentraties van broeikasgassen in de atmosfeer verbindt met de mariene biota is duidelijker gemaakt door het rapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering (IPCC) "Special Report on Climate Change and Oceans and the Cryosphere." Het werd uitgebracht op 25 september en onderzoekt de effecten van toenemende concentraties van broeikasgassen op de mondiale oceanen en de poolijskappen.

Terwijl het IPCC in het verleden als conservatief werd beschouwd als het gaat om milieuveranderingen die worden veroorzaakt door klimaatverandering, de nieuwe samenvatting van het onderzoek klinkt meer gealarmeerd.

Sonya Dyhrman, een microbiële oceanograaf bij Lamont-Doherty Earth Observatory en een wetenschapper verbonden aan het Center for Climate and Life, is geïnteresseerd in de relatie tussen fytoplankton, de primaire producenten van de zonovergoten diepten van de oceaan, en hun geochemische omgeving.

Bij navraag begin september, Dyhrman had het concept van het IPCC-rapport dat in augustus was uitgelekt naar een Frans persbureau niet gelezen. Maar haar antwoord op de vraag "Hoe is het de mariene fytoplanktongemeenschap vergaan in reactie op veranderingen in de fysieke omgeving die kunnen worden toegeschreven aan antropogene klimaatverandering?" voorafschaduwing van de inhoud van het rapport.

"Er is geen kort antwoord over fytoplankton en de toekomstige oceaan, maar ze zijn duidelijk van cruciaal belang voor de koolstofcyclus en voedselwebben. Hoewel er al duidelijke veranderingen zijn in de pH en temperatuur van de oceaan - veranderingen in de primaire productie en soortensamenstelling zijn erg moeilijk op een alomvattende manier te volgen - dus het detecteren van veranderingen als gevolg van het klimaat is een uitdaging."

In de negen pagina's tellende samenvatting die hoofdstuk vijf van het IPCC-rapport begint, de auteurs stellen:"Als reactie op de opwarming van de oceaan en de toegenomen gelaagdheid, nutriëntencycli in de open oceaan worden verstoord en er is veel vertrouwen dat dit een regionaal wisselend effect heeft op primaire producenten."

Om het IPCC "hoog vertrouwen" te laten verklaren, moet er robuust bewijs zijn en veel overeenstemming tussen de gegevensbronnen.

Het IPCC-rapport identificeert twee trends in de oceaan, opwarming en verzuring, omdat de hydrosfeer zowel warmte als koolstofdioxide uit de atmosfeer absorbeert. De auteurs stellen kaal, "De oceaan is sinds 2005 onverminderd opgewarmd, voortzetting van de duidelijke multi-decadale opwarmingstrends van de oceaan die zijn gedocumenteerd in het IPCC Fifth Assessment Report (AR5)." Niet alleen is verzuring aangetoond via meerdere datasets en modellen zijn toegenomen, maar de snelheid van de opname van koolstofdioxide is de afgelopen twee decennia toegenomen atmosferische concentraties zijn gestegen.

Als gevolg van opwarming en andere fysische en biogeochemische processen (inclusief dalende pH) neemt het zuurstofgehalte van de open oceaan af, zeer waarschijnlijk met 0,5 tot 3,3 procent tussen 1970 en 2010, volgens het rapport. De afname van beschikbare zuurstof suggereert dat veranderingen in het milieu de primaire producenten treffen, die koolstofdioxide omzetten in zuurstof als bijproduct van celonderhoud en -groei.

"De twee belangrijkste vragen, " zei Dyhrman, "centraal rond hoeveel primaire productie zal veranderen en hoe de soortensamenstelling zal veranderen en over welke tijdschalen. Op modellen gebaseerde voorspellingen lopen sterk uiteen, deels omdat er nog steeds grote kennislacunes zijn met betrekking tot de aanjagers van de dynamiek van fytoplankton en hoe deze in de toekomst zullen veranderen. "

Dyhrman verwees naar een recent onderzoek naar de kleur van de oceaan door Stephanie Dutkiewicz van MIT en verschillende co-auteurs. De studie maakte gebruik van satellietwaarnemingen die sinds het einde van de jaren negentig zijn verzameld om verschuivingen in de kleur van de oceaan te modelleren die worden veroorzaakt door veranderingen in de fytoplanktongemeenschap. Tegen 2100 suggereert het model dat oceanen op lage breedtegraad blauwer zullen zijn vanwege een afname van het aantal fytoplankton. In tegenstelling tot, aanhoudende opwarming zal ervoor zorgen dat de oceanen op hoge breedtegraad groener worden naarmate er meer diverse en dichtere fytoplanktongemeenschappen ontstaan.

"Veranderingen in de soortensamenstelling klinken misschien onbeduidend, "Dhrman zei, "maar we kunnen per ongeluk selecteren op schadelijke soorten, en we kunnen allemaal begrijpen dat zo'n verschuiving in primaire producenten op het land belangrijk is - bijvoorbeeld, graslanden ondersteunen een heel ander ecosysteem dan een bos."

Volgens het IPCC-rapport de "waargenomen snelheid van bereikverschuivingen sinds de jaren 1950 en het zeer waarschijnlijke bereik wordt geschat op 51,5 ± 33,3 kilometer (32 mijl) per decennium en 29,0 ± 15,5 kilometer (18 mijl) per decennium voor organismen in de epipelagische en zeebodemecosystemen, respectievelijk. De richting van de meeste verschuivingen van epipelagische organismen komt overeen met een reactie op opwarming."

Naast storingen veroorzaakt door range shifting, het IPCC-rapport suggereert, "Opwarming van de oceaan en veranderingen in de primaire productie in de 20e eeuw houden verband met veranderingen in de productiviteit van veel visbestanden, met een gemiddelde afname van ongeveer 3 procent per decennium in populatieaanvulling en 4,1 procent (zeer waarschijnlijk bereik van 9,0 procent afname tot 0,3 procent toename) in maximale vangstpotentieel. Soortensamenstelling van visserijvangsten sinds de jaren zeventig in veel zeeën-ecosystemen van de wereld wordt steeds meer gedomineerd door warmwatersoorten."

"Sommige modellen, " zei Dyhrman, onder verwijzing naar een studie uit 2018 van J. Keith Moore en anderen, "suggereren grote verminderingen van de primaire productie en dus van de visbestanden tegen 2030 met een herverdeling van de nutriënten die de primaire productie voeden. Dit is geenszins een zekerheid, maar is misschien wel een reden te meer om ons veranderende klimaat te zien als de crisis die het is."

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.