Oceanele lumii au acționat mult timp ca o plasă de siguranță planetară, absorbind excesul de căldură și aproximativ un sfert din dioxidul de carbon generat de oameni. Cu toate acestea, acest tampon crucial nu este deloc uniform. Unele ape captează carbonul, altele îl eliberează, iar echilibrul poate oscila într-o chestiune de zile.
Până în prezent, majoritatea hărților globale estompau aceste variații în instantanee de o lună de zile cu o grilă grosieră de 100 de kilometri. Un nou produs realizat prin satelit, denumit OceanSODA-ETHZ, schimbă această imagine, oferind actualizări pe opt zile la o rezoluție de 25 de kilometri și dezvăluind scufundarea carbonului oceanic în detalii fără precedent, potrivit publicației online Earth.
Sateliții completează lacunele privind carbonul oceanic
Măsurătorile directe ale CO2 din apele de suprafață provin de la nave și de la geamanduri, lăsând lacune vaste în spațiu și timp.
„Creșterea rezoluției acestor seturi de date globale reprezintă o provocare, deoarece numărul măsurătorilor directe ale dioxidului de carbon la suprafața oceanului este destul de redus în toate regiunile și în toate perioadele”, a explicat co-liderul proiectului, Nicolas Gruber de la ETH Zurich.
Pentru a umple aceste lacune, echipa lui Gruber a asociat datele in situ cu o suită de sateliți de observare a Pământului care detectează temperatura suprafeței mării, culoarea, vântul și multe altele - variabile strâns legate de cantitatea de CO2 pe care o poate reține apa.
Introducerea acestor informații într-o cascadă de algoritmi de învățare automată a produs un mozaic global de opt zile, cu o granulație fină.
„Această nouă versiune cartografiază parametrii sistemului de carbon oceanic la fiecare opt zile la o rezoluție de aproximativ 25 pe 25 de kilometri, de peste 30 de ori mai fină decât produsele anterioare”, a declarat Gruber.
„O parte esențială a abordării este utilizarea datelor din satelit, care oferă informații detaliate pentru a interpola măsurătorile în timp și spațiu.”
Sateliții urmăresc schimbările carbonului oceanic
Prezentat săptămâna aceasta la Simpozionul Planeta Vie al ESA, setul de date evidențiază deja variații dramatice pe termen scurt.
O animație publicată de echipă urmărește sezonul uraganelor din Atlantic din 2017, când furtuni precum Maria și Irma au scos la suprafață ape adânci, bogate în carbon.
În clip, pene roșii - zone în care marea emană CO2 - se aprind sub săgețile de vânt în vârtej, apoi se estompează pe măsură ce straturile de suprafață mai reci și încărcate cu oxigen revin.
Jamie Shutler de la Universitatea din Exeter, deși nu a fost implicat în dezvoltarea produsului, îl utilizează deja pentru studii privind furtunile.
„Datorită detaliilor sale fine, setul de date ne poate ajuta să separăm și să înțelegem influența unor evenimente precum uraganele - în care apa de adâncime, adesea bogată în carbon, poate fi forțată să urce la suprafață - ceea ce poate provoca vârfuri sau schimbări bruște în nivelurile de dioxid de carbon de la suprafața oceanelor”, a declarat Shutler.
O nouă perspectivă asupra acidificării oceanelor
Fiecare moleculă de CO2 absorbită de ocean reacționează cu apa de mare, reducând pH-ul și modificând chimia carbonatului în moduri care erodează scheletul coralilor, subțiază cochiliile stridiilor și modifică comunitățile de plancton.
Până în prezent, cercetătorii care urmăreau această „altă problemă legată de CO2” se bazau pe înregistrări rare sau pe climatologii aproximative.
OceanSODA-ETHZ oferă câmpuri aproape în timp real ale pH-ului de suprafață și ale ionilor de carbonat, permițând oamenilor de știință să urmărească pulsurile de acidificare care se manifestă pe măsură ce creșterea apei, precipitațiile sau topirea gheții marine modifică chimia locală.
Deoarece produsul datează și din 1985, analiștii pot analiza patru decenii de variabilitate la scară fină pentru a vedea unde slăbesc amortizoarele și unde apar punctele fierbinți.
Aceste informații pot contribui la gestionarea pescuitului, la planificarea zonelor de coastă și la evaluările globale ale bugetului de carbon.
ESA furnizează noi hărți oceanice
Setul de date este cel mai recent rezultat al programului FutureEO „Știință pentru societate” al ESA, care finanțează utilizări inovatoare ale înregistrărilor prin satelit.
„Faptul că putem utiliza această metodă pentru a obține noi informații cu privire la schimbul de dioxid de carbon dintre ocean și atmosferă - și cu privire la acidificarea oceanului în ansamblu - este un mare pas înainte în știința oceanică”, a declarat Roberto Sabia, cercetător oceanografic la ESA Earth-Observation.
Gruber și colegii săi subliniază faptul că OceanSODA-ETHZ nu este un atlas static, ci un produs viu care poate asimila noi măsurători efectuate de nave și poate valorifica viitoarele misiuni prin satelit.
Senzorii cu rezoluție mai mare, cum ar fi PACE de la NASA și Copernicus Expansion de la ESA, promit vederi și mai clare ale înfloririi planctonului, ale rugozității suprafeței mării și ale materiei organice dizolvate - toți factori care modulează schimbul de carbon.
Previziuni privind absorbția regională a carbonului
Obiectivul final este de a cupla aceste hărți detaliate cu modele ocean-atmosferă, obținându-se astfel previziuni pe termen scurt ale absorbției regionale de carbon, asemănătoare previziunilor meteorologice zilnice.
Astfel de instrumente ar putea alerta managerii de coastă atunci când pragurile de acidificare sunt susceptibile de a fi depășite sau ar putea ajuta negociatorii să rafineze bugetele naționale de emisii prin urmărirea mai precisă a rezervoarelor naturale de carbon.
Pentru moment, noul produs remodelează deja modul în care înțelegem rolul oceanului în moderarea climei.
În timp ce diagramele anterioare treceau cu vederea dinamica crucială, OceanSODA-ETHZ dezvăluie un peisaj de carbon viu, care respiră - unul în care vârtejurile, furtunile puternice și curenții schimbători își lasă amprenta asupra celui mai important rezervor de carbon al planetei.
