Co kryje się pod powierzchnią wody?
Mam dla was coś, co naprawdę mnie zszokowało podczas lektury najnowszych badań. Naukowcy wreszcie stworzyli pełny globalny obraz pływających glonów w naszych oceanach — i muszę przyznać, że to, co odkryli, nie napawa optymizmem.
Wykorzystując sztuczną inteligencję do analizy zawrotnej liczby 1,2 miliona zdjęć satelitarnych, badacze z University of South Florida oraz NOAA wykazali, że zakwity glonów rozprzestrzeniają się wzdłuż większości oceanów świata. Nie chodzi o kilka dodatkowych plam tu i ówdzie. Liczby są naprawdę znaczące.
Okazało się, że mikroglony unoszące się na powierzchni oceanu rosły średnio o około 1% rocznie w latach 2003–2022. Ale posłuchajcie tego — makroglony (czyli wodorosty i większe pływające maty) rozszerzały się nawet o 13,4% rocznie w niektórych regionach, szczególnie w tropikalnym Atlantyku i zachodnim Pacyfiku.
Nie, to nie pomyłka. Trzynaście procent wzrostu rocznie to naprawdę dużo.
Dlaczego rok 2008 był punktem zwrotnym?
To jest dopiero interesujące. Przed 2008 rokiem duże zakwity glonów zdarzały się rzadko poza Morzem Sargassowym. Ale mniej więcej od 2008–2010 wszystko dramatycznie się zmieniło.
W 2008 roku w Morzu Żółtym pojawił się pierwszy ogromny zakwit zielonych wodorostów ( konkretnie Ulva). Kilka lat później, w 2011 roku, potężny zakwit sargassum rozwinął się w tropikalnym Atlantyku. A w 2012 roku kolejna poważna eksplozja glonów dotknęła Wschodniochińskie Morze.
Profesor Chuanmin Hu, jeden ze starszych autorów badania, powiedział to wprost: „Na skali globalnej wyglądamy na świadków zmiany reżimu — od oceanu ubogiego w makroglony do oceanu bogatego w makroglony".
To naprawdę doniosła deklaracja. Obserwujemy fundamentalną zmianę w funkcjonowaniu naszych oceanów.
Jak AI umożliwiła to odkrycie?
Tu zaczyna się najciekawsza część — bez sztucznej inteligencji i superkomputerów to badanie po prostu by nie zaistniało.
Zespół wytrenował model deep learning, który rozpoznaje subtelne sygnały wizualne emitowane przez glony pływające na powierzchni oceanu. Problem polegał na tym, że te sygnały często rozciągały się na wiele pikseli, ale stanowiły mniej niż 1% każdego pojedynczego piksela. Wyobraźcie sobie szukanie igły w ogromnym stogu siana — właśnie tak to wyglądało.
Trenowanie modelu wymagało milionów cech obrazu i kilku miesięcy obliczeń. Wysokowydajna infrastruktura obliczeniowa USF pozwoliła na przetwarzanie wielu zestawów zdjęć satelitarnych jednocześnie, ale nawet z tą mocą obliczeniową pełna analiza zajęła miesiące.
„Ta praca byłaby niemożliwa bez wysokowydajnych zasobów obliczeniowych lub długoletniej współpracy między NOAA a USF" — powiedziała Lin Qi, główna autorka badania.
To dobra czy zła wiadomość?
Szczerze? To jest skomplikowane — i właśnie dlatego ten temat jest tak fascynujący.
Pozytywna strona jest taka, że pływające glony tworzą ważne siedliska i miejsca tarłu dla organizmów morskich. Na otwartym oceanie takie maty wspierają rybołówstwo i zapewniają schronienie różnym morskim stworzeniom. Niektóre gatunki glonów mają też znaczenie dla sekwestracji węgla.
Negatywna strona jest jednak równie istotna. Kiedy duże ilości glonów docierają do wybrzeży, robi się nieciekawie. Podczas rozkładu glony mogą:
- Niszczyć środowisko morskie i dusić rafy koralowe
- Zagrażać zdrowiu ludzi i zwierząt (niektóre glony produkują toksyny)
- Odstraszać turystów i zniechęcać do rekreacji
- Powodować ogromne straty finansowe dla społeczności przybrzeżnych
Sama skala ekonomicznych strat może być olbrzymia. Wyobraźcie sobie plaże pokryte gnijącymi wodorostami — niezbyt kusząca perspektywa na wakacje.
Co napędza te zmiany?
Badacze wskazują na kilka potencjalnych czynników:
- Ocieplanie się oceanów — cieplejsze wody sprzyjają rozwojowi glonów
- Zanieczyszczenie nutrientami z rolnictwa i obszarów miejskich — więcej składników odżywczych oznacza więcej glonów
- Zmiany w prądach oceanicznych — wpływają na dystrybucję glonów
- Zmienność klimatyczna — przesunięcia w wzorcach pogodowych oddziałują na dostępność składników odżywczych
Przyczyny prawdopodobnie różnią się w zależności od regionu, co oznacza, że nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania.
Co dalej?
Zespół planuje kontynuować badania, analizując dane satelitarne jeszcze głębiej, aby lepiej zrozumieć, dlaczego te ekspansje zachodzą i dokąd zmierzają.
Jako ktoś, kto dużo myśli o zdrowiu naszej planety, to badanie jawi mi się jako jednocześnie niepokojące i — paradoksalnie — pełne nadziei. Niepokojące, bo gwałtowne zmiany w ekosystemach morskich rzadko przebiegają bez konsekwencji. Pełne nadziei, bo narzędzia takie jak sztuczna inteligencja i monitoring satelitarny dają nam realną możliwość obserwowania tych zmian niemal w czasie rzeczywistym.
Nie możemy rozwiązywać problemów, których nie potrafimy zmierzyć, prawda?
Pytanie brzmi teraz: czy wykorzystamy tę wiedzę mądrze? Świadomość, że nasze oceany przechodzą transformację w kierunku bycia „bogatymi w makroglony", daje nam szansę — i, szczerze mówiąc, odpowiedzialność — aby zrozumieć, co to oznacza dla życia морского, społeczności przybrzeżnych i w końcu dla nas wszystkich, którzy zależymy od zdrowych oceanów.
Będę bacznie obserwować rozwój tej sprawy. Wy też powinniście.
Źródło: ScienceDaily