اگر گلولههای مدفوعی موجودات ریز دریایی نبودند، دمای زمین بسیار بالاتر میرفت. فیتوپلانکتونها در اقیانوسها با جذب نور خورشید و دیاکسید کربن و تولید اکسیژن، نقش مهمی در تنظیم آبوهوای زمین دارند. این موجودات توسط زئوپلانکتونها خورده میشوند و زئوپلانکتونها مدفوعی تولید میکنند که به کف اقیانوس فرو میرود و کربن را از سطح به اعماق منتقل میکند، جایی که از جو دور میماند.
با افزایش انتشار کربن توسط انسان و گرمتر شدن اقیانوسها، این چرخه طبیعی در حال تغییر است. در شمال شرقی اقیانوس آرام، دو موج گرمایی بزرگ در سالهای ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۵ و ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۰ ترکیب فیتوپلانکتونها و زئوپلانکتونها را تغییر دادند و باعث اختلال در انتقال کربن به اعماق شدند.
مطالعهای جدید نشان میدهد که این تغییرات باعث کاهش توانایی اقیانوس در جذب دیاکسید کربن شدهاند. این موضوع نگرانکننده است، زیرا اقیانوسها حدود یکچهارم از انتشار کربن انسانی را جذب میکنند. پژوهشگران با استفاده از دادههای دهساله شناورهای Argo توانستند تغییرات شیمیایی آب را بدون حضور دائمی در دریا بررسی کنند.
این موجهای گرمایی دریایی، مانند موجهای گرمایی خشکی، از جو آغاز میشوند. اقیانوسها تاکنون ۹۰ درصد از گرمای اضافی ناشی از فعالیتهای انسانی را جذب کردهاند. در قرن نوزدهم تنها ۲ درصد از سطح اقیانوسها دمای شدید را تجربه میکردند، اما اکنون این رقم به بیش از ۵۰ درصد رسیده است.
در جریان این دو موج گرمایی، نبود باد زمستانی باعث شد آب گرم سطحی باقی بماند و لایهای گرم و سبک تشکیل دهد. این لایه در بهار و تابستان بعدی حتی گرمتر شد. در موج اول، پدیده النینو باعث افزایش بیشتر دما شد و در موج دوم، کاهش شوری آب به دلیل تغییرات گردش اقیانوسی، لایه گرم سطحی را تقویت کرد.
نبود اختلاط زمستانی باعث شد مواد مغذی از اعماق به سطح نرسند و فیتوپلانکتونها نتوانند رشد کنند. در نتیجه، گونههای کوچکتر فیتوپلانکتون که به مواد مغذی کمتری نیاز دارند، رشد کردند و گونههای بزرگتر کاهش یافتند. زئوپلانکتونهایی که از این گونههای کوچک تغذیه میکنند، مدفوعهای کوچکی تولید میکنند که کمتر به اعماق فرو میروند و بیشتر در آب شناور میمانند.
در موج اول، ذرات کربن در عمق ۲۰۰ متری تجمع یافتند و در موج دوم، بین ۲۰۰ تا ۴۰۰ متر. زئوپلانکتونها این ذرات را خرد کردند و مانع از فرو رفتن آنها شدند. در موج دوم، افزایش زئوپلانکتونهای بسیار کوچک باعث تولید بیشتر مدفوعهای غیرقابلسقوط شد.
علاوه بر اختلال در انتقال کربن، با افزایش گرما، مواد آلی بیشتری وارد آب شد و باکتریها آنها را تجزیه کردند و دیاکسید کربن بیشتری تولید شد. این آب غنی از کربن در نهایت به سطح بازمیگردد و گاز دوباره وارد جو میشود.
اکنون دانشمندان باید بررسی کنند که آیا همین روند در سایر نقاط اقیانوسها نیز رخ میدهد و تا چه حد توانایی اقیانوس در جذب کربن را کاهش میدهد. در کنار گرما، اسیدی شدن آب نیز بر رشد برخی گونهها تأثیر منفی گذاشته است.
کاهش فیتوپلانکتونها به معنای کاهش اکسیژن تولیدی اقیانوس و کاهش غذا برای زئوپلانکتونهاست که خود غذای بسیاری از جانوران دریایی مانند نهنگها هستند. بررسی تغییرات در پایه زنجیره غذایی دریایی میتواند اطلاعات مهمی درباره تأثیرات بر جانوران بزرگتر و همچنین وضعیت اقلیم ارائه دهد.
با وجود هزاران شناور Argo که در سراسر جهان داده جمعآوری میکنند، تصویر واضحتری از تغییرات دریاها و فیتوپلانکتونها در حال شکلگیری است. اقیانوسها هنوز بهطور کامل بررسی نشدهاند، اما نقش حیاتی در اقلیم دارند و بدون مشاهده دقیق نمیتوان آنها را درک کرد.
