Een reeks informatie wordt verzameld via een eenvoudig raamwerk dat mariene wetenschappers zal helpen om nauwkeurigere experimenten te ontwerpen die hen zullen helpen de verwachte impact van de opwarming van de aarde op het leven in zee beter te begrijpen.

Inzicht in de gevolgen van stijgende kooldioxide (CO .) ₂ ) niveaus en opwarming van de aarde voor het leven in zee vereist complexe experimenten die de reacties van biota op verschillende milieuscenario's kunnen beoordelen. Experimenten moeten toekomstige CO . exact kunnen weergeven ₂ niveaus en temperatuur als ze de potentiële impact op verschillende soorten in de oceanen van de wereld nauwkeurig willen voorspellen.

Nathan Geraldi, Carlos Duarte en collega's van het Red Sea Research Center van KAUST merkten onlangs op dat sommige gepubliceerde mariene onderzoekspapers niet overeenkwamen met de CO ₂ voorspellingen op niveau zoals beschreven in de rapporten van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Dit was voor het team aanleiding om verder onderzoek te doen.

Ze schetsen een aantal tekortkomingen in de huidige wetenschappelijke kennis. Hoewel er gegevens zijn over de impact van stijgende CO ₂ en de daarmee gepaard gaande opwarming van de oceanen, het wordt opgeslagen op verschillende locaties en is niet toegankelijk via een centrale database. Verder, de IPCC-cijfers voor CO ₂ niveaus en voorspelde temperatuurstijgingen hebben voornamelijk betrekking op de atmosfeer en het landoppervlak, in plaats van naar mariene omgevingen. Algemeen, de oceanen worden langzamer warmer dan het land, en dit moet worden meegenomen in "toekomstige oceaan"-studies. Ook, de regionale projecties van het IPCC sluiten momenteel de poolgebieden uit, ondanks het feit dat het noordpoolgebied nu sneller opwarmt dan het wereldgemiddelde.

"Het voorspellen van de reacties van mariene organismen op toekomstige oceaanomstandigheden blijft een uitdaging, maar het is noodzakelijk om potentiële risico's en effecten te informeren, ", zegt Duarte. "Experimenten die de omstandigheden nabootsen die in de toekomst worden verwacht, worden vaak gebruikt om deze reacties te kwantificeren en te beoordelen. Echter, de achilleshiel van deze benadering is dat de experimentele variabelen vaak slecht geïnformeerd zijn, wat resulteert in verkeerde voorstellingen."

"Er is momenteel geen eenvoudige manier voor onderzoekers om toekomstige niveaus van CO . te selecteren ₂ en temperatuur bij het uitvoeren van experimenten op het leven in zee, " legt Geraldi uit. "De huidige en toekomstige omstandigheden in een bepaalde regio zijn variabel en afhankelijk van veel factoren. Wetende dat onderzoekers de natuurlijke variabiliteit moeten vereenvoudigen, we wilden een kader bieden dat hen zou begeleiden bij het selecteren van de juiste CO ₂ en temperatuurniveaus voor hun studies."

Opwarmingsvoorspellingen zijn afhankelijk van CO ₂ uitstoot, en lokale omstandigheden, bijvoorbeeld geochemie en vegetatietype - kan invloed hebben op CO ₂ niveaus voor een bepaald gebied. Echter, het is erg duur voor individuele onderzoeksteams om de lokale en regionale CO . continu te monitoren ₂ niveaus.

Het KAUST-team richtte zich op koraalrifregio's als een case study voor hun raamwerk, grotendeels omdat hun reacties op mondiale veranderingen de afgelopen jaren uitgebreid zijn bestudeerd. "Koraalriffen worden gezien als de 'kanarie in de kolenmijn' in termen van weerspiegeling van de effecten van opwarming en oceaanverzuring op mariene levensvormen, " merkt Gerard op.

Het team verwerkte gegevens uit de IPCC-rapporten, samen met gedetailleerde informatie verzameld uit studies over koraalriffen over de hele wereld. De resulterende datasets zullen onderzoekers in staat stellen om nauwkeuriger CO . te selecteren ₂ voorspellingen voor hun bepaalde regio op een specifiek punt in de komende honderd jaar. Het team vatte ook de huidige onzekerheden in CO . samen ₂ emissietrajecten en benadrukten de uitdagingen van het voorspellen van de gevoeligheid van verschillende ecosystemen en organismen voor verzuring en opwarming van de oceaan.

Indien wijdverbreid gebruikt, het team verwacht dat hun raamwerk een sterke basis zal bieden om de robuustheid en reproduceerbaarheid van het groeiende aantal onderzoeken in verschillende mariene omgevingen te helpen verbeteren.

"De kracht van ons raamwerk is de eenvoud, maar dit is ook een beperking aangezien zowel temperatuur als CO ₂ variëren in ruimte en tijd, ", zegt Geraldi. "Onder optimale omstandigheden, onderzoekers zouden de middelen hebben om lokale fluctuaties in deze variabelen te karakteriseren, zodat experimenten lokale omstandigheden kunnen nabootsen. uiteindelijk, nieuwe studies kunnen in databases worden ingevoerd en voorspellingen nog verder verbeteren."

Het team merkt ook op dat hun raamwerk mogelijk ook kan worden toegepast op terrestrische en zoetwaterecosystemen.