Měnící se modré oceány: Vliv klimatických změn na mořský ekosystém

Změna klimatu je globální problém, ovlivňující naši planetu mnoha způsoby. Jednou z nejviditelnějších změn je změna barvy oceánů na Zemi. Do konce století už oceány nebudou modré, varují vědci.

Planeta Země mění barvu

Vědci zjistili, že oteplování planety způsobené lidskou činností vede k výrazné změně barvy našich oceánů. Tato změna není vnímaná jen z estetického hlediska, má významné důsledky pro mořský ekosystém a globální klimatický systém jako celek.

Oceány mění barvu v důsledku zvýšení teploty způsobeného globálním oteplováním. Teplejší vody způsobují, že fytoplankton, mikroskopické organismy žijící v oceánech, mění svou pigmentaci. Fytoplankton je základem mořského potravního řetězce a jeho přítomnost či nepřítomnost má zásadní vliv na celý mořský ekosystém. Pigmenty fytoplanktonu jsou zodpovědné za barvy oceánu a jakákoli změna jejich složení vede k následné změně barev vody.

Fytoplankton obsahuje pigmenty, jež mu umožňují absorbovat různé vlnové délky světla. Nejběžnějším pigmentem fytoplanktonu je chlorofyl, který pohlcuje červené a modré světlo, což dodává oceánu modrozelenou barvu. Na barvě oceánu se však podílejí i další pigmenty, například fukoxantin a diadinoxantin. Tyto pigmenty absorbují světlo různých vlnových délek, což vede k rozdílům v barevných odstínech.

S oteplováním oceánů se pigmentace fytoplanktonu mění. Změna barvy nemusí být pouhým okem patrná, ale družice a oceánografické senzory mohou tyto změny zaznamenat.

Čtěte také: Výběr odpadkového koše

Oceány nebudou modré

Změna barvy oceánu má významné důsledky pro mořský ekosystém. Fytoplankton hraje zásadní roli v potravním řetězci oceánu a jakékoli změny mohou mít dalekosáhlé důsledky. Změny pigmentace mohou ovlivnit způsob fotosyntézy fytoplanktonu a jeho schopnost produkovat potravu, na které jsou mořští živočichové závislí.

Změna barvy oceánu má také vliv na globální klimatický systém. Oceán absorbuje přibližně 25 % oxidu uhličitého vypouštěného lidskou činností. Schopnost oceánu absorbovat oxid uhličitý však závisí na přítomnosti fytoplanktonu. Fytoplankton absorbuje oxid uhličitý během fotosyntézy a po svém odumření jej uvolňuje zpět do oceánu. Změny v populaci fytoplanktonu v důsledku změn pigmentace mohou ovlivnit schopnost oceánu absorbovat oxid uhličitý, což může dále zhoršit dopady změny klimatu.

Podle deváté zprávy o stavu oceánů evropského programu Copernicus je dnes každá část oceánu zasažena tzv. trojitou planetární krizí v podobě změny klimatu, úbytku biologické rozmanitosti a znečištění. Zpráva, kterou každoročně vydává Copernicus Marine Service, dokumentuje rozsáhlé změny v oceánech, které mají dopad na ekosystémy, produkci potravin, ekonomiku, lidské životy a živobytí.

Oceán absorbuje 90 % přebytečného tepla způsobeného emisemi skleníkových plynů vyvolaných člověkem. Od 60. let 20. století se oteplování oceánů zrychluje, což naznačuje, že systém Země je v důsledku klimatických změn nebezpečně nevyvážený. Zpráva také zdůrazňuje, že oblasti s vysokou biologickou rozmanitostí se okyselují rychleji než je globální průměr, což má dopad na ohrožené druhy. Plastový odpad ze všech kontinentů znečišťuje všechny oceánské pánve.

• Oceán se otepluje stále rychleji: Oceán se otepluje rychleji a globální teploty mořské hladiny dosáhly na jaře 2024 nového rekordu 21 °C. Globální průměrná teplota mořské hladiny se mění pomalu, ale i zdánlivě malé změny mohou mít obrovský dopad na klíčové složky systému Země. Severovýchodní Atlantik a přilehlá moře obklopující Evropu zažívají oteplování a okyselování tempem přesahujícím globální průměr. Nejvíce pak Černé moře (třikrát rychleji než průměr), Baltské moře a Středozemní moře s dvojnásobkem průměrného tempa.
• Rekordní mořské vlny veder v letech 2023 a 2024: Mimořádně intenzivní a přetrvávající mořské vlny veder postihly v letech 2023 a 2024 velkou část oceánu a překonaly předchozí rekordy teploty povrchu oceánu, například z let 2015 a 2016, o 0,25 °C. Některé atlantické vody zaznamenaly v roce 2023 více než 300 dní z 365 v podmínkách mořské vlny veder. Tyto extrémní jevy mají negativní dopad na produkci potravin, mořské ekosystémy a pobřežní ekonomiky.
• Zvýšování hladiny moře se zrychluje rekordním tempem: Globální hladina moře se mezi lety 1901-2024 zvýšila o 228 mm. Zvýšení hladiny moře zvyšuje riziko povodní a eroze v pobřežních oblastech - změny, ke kterým dochází v regionech, kde žije přibližně 200 milionů lidí podél evropských pobřeží. Mnoho pobřežních lokalit zapsaných na seznamu světového dědictví UNESCO v níže položených oblastech po celé Evropě bude v příštích stoletích pravděpodobně zaplaveno v důsledku zvýšení hladiny moře.
• Mořský život: Oteplování a okyselování oceánů zasahuje mořské ekosystémy po celém světě. Oteplování oceánů posouvá klíčové pásy mikronektonu (organismy větší než plankton, které se aktivně pohybují a jsou zásadním dílkem potravinového řetězce), což směrem k pólům. Současně 75 % zemí, které ročně vyprodukují více než 10 000 tun plastového odpadu, sousedí s již tak ohroženými korálovými útesy.

„Teplá voda jen neochotně přijímá kyslík a zároveň v ní kvůli vyšší teplotě ubývají organismy schopné vázat CO2. Naopak voda s vyšším obsahem CO2 pak činí dodatečné problémy korýšům a korálům, kterým může bránit v budování kalcitových struktur, protože je moc kyselá a tyto druhy důležité po mořský ekosystém jsou tlačeny do vymírání," říká Aleš Farda z Czechglobe AV ČR.

Čtěte také: Třídění odpadu: Modré kontejnery

• Invazivní druhy poškozují rybolov: V létě 2023 vedla nejdelší mořská vlna veder v Středozemním moři k teplotám povrchové vody o 4,3 °C nad normálem. To umožnilo invazivním druhům způsobit v Itálii velké škody; krab modrý způsobil 75-100% pokles produkce mušlí v deltě Pádu, zatímco vousatý ohňový červ ovlivnil rybolov na Sicílii.

„Pokud ve vodě ubývá kyslík, tak se nedaří živočichům, které ho potřebují: rybám. Nejrybnatější jsou chladné vody ve vysokých zeměpisných šířkách. Pokud se budou ohřívat, bude se snižovat jejich schopnost přijímat kyslík z atmosféry, resp. udržet svůj vlastní, vyrobený fytoplanktonem a rybnatost bude klesat. Pokud bude úbytek kyslíku pokračovat, budou se rozvíjet podmínky vedoucí k eutrofizaci a acidifikaci. Pokud tato situace postihne většinu světového oceánu, nastanou podmínky, které paleontologové připisují obdobím masivního vymírání druhů v pravěku, kdy došlo k zhroucení tehdejších ekosystémů.," vysvětluje Aleš Farda.

• Mořský led ubývá: Arktida zaznamenala mezi prosincem 2024 a březnem 2025 čtyři historická minima. V březnu 2025 bylo o 1,94 milionu km² méně mořského ledu než je dlouhodobý zimní průměr, což je plocha více než šestkrát větší než Polsko. Antarktida zaznamenala v roce 2024 již třetím rokem po sobě sníženou masu mořského ledu, poté co v roce 2023 dosáhla historického minima. V únoru 2025 zde bylo o 1,6 milionu km² mořského ledu méně než dřívější dlouhodobý průměr, což je plocha téměř třikrát větší než Francie.

Andrius Kubilius, evropský komisař pro obranu a vesmír: „Závěry zprávy o stavu oceánů jsou alarmujícím připomenutím naléhavých výzev, kterým naše oceány čelí. Zároveň mě jako Evropana uklidňuje, že Evropa hraje vedoucí roli v pozorování a předpovídání různých parametrů stavu oceánů prostřednictvím jedinečného systému pozorování Země Copernicus, který je ve vlastnictví Unie, a jeho služeb, zejména námořní služby. Zpráva poskytuje komplexní přehled o stavu, trendech a přirozených změnách globálních oceánů a zároveň představuje inovativní monitorovací nástroje, které umožňují udržitelnou koexistenci s mořskými ekosystémy. To plně podporuje priority Evropského oceánského paktu, díky čemuž je zpráva významným příspěvkem k evropským ambicím v oblasti správy našich oceánů.“

Pierre Bahurel, generální ředitel Mercator Ocean International: „Devátá zpráva Copernicus o stavu oceánů potvrzuje, že se nebezpečně blížíme planetárním hranicím: každá část oceánu je nyní zasažena trojitou planetární krizí. V takovém kontextu potřebujeme spolehlivé vědecké a operační nástroje. Služba Copernicus Marine Service, kterou Mercator Ocean implementuje jménem Evropské komise již téměř deset let, poskytuje tento jedinečný základ. Její výroční zpráva přeměňuje špičkovou vědu na praktické znalosti, které pomáhají Evropě a celému světu posilovat odolnost, chránit bezpečnost a chránit oceán pro budoucí generace.“

„Ochrana životně důležité role oceánu pro udržení života a živobytí začíná porozuměním tomu, jak a proč se mění. Nejnovější zpráva Copernicus Ocean State Report odhaluje rekordní události, zrychlující se trendy a rostoucí dopady na mořské ekosystémy a společnosti - poskytuje vědecké poznatky potřebné pro informovaná, účinná a prozíravá rozhodnutí, řekla Dr. Karina von Schuckmann, hlavní poradkyně Mercator Ocean International a předsedkyně aktivit Copernicus Ocean State Report.

Oceány procházejí barevnou revolucí

Země, náš modrý domov, mění svou podobu. Oceány tvořící více než 70 % povrchu naší planety začaly přicházet o svou klasickou modrou barvu. Vědci nedávno zjistili, že za posledních dvacet let změnila barvu více než polovina světových oceánů. Jaká je příčina?

Čtěte také: České turistické značky

Tento znepokojující „fenomén“ je patrně podmíněn změnou klimatu. Oceány nejsou jen prosté modré plochy. Naopak, pokud se podíváme blíže, uvidíme širokou paletu odstínů od hluboké modré po jasně zelenou. I když tyto změny barev mohou být pro nás někdy těžko rozeznatelné, signalizují hluboké změny v mořském ekosystému. Studie, která analyzovala satelitní data po dobu několika desetiletí, odhalila, že mezi lety 2002 a 2022 se barva 56 % oceánských oblastí změnila. Není zatím jasné, jaký dopad bude mít tato změna na naše mořské ekosystémy.

Odpověď skrytá v hlubinách

Co přesně znamená "změna barvy" oceánu? Odpověď se skrývá pod povrchem. Barva oceánu je ovlivněna tím, co se nachází v jeho horních vrstvách. Například, pokud je ve vodě více fytoplanktonu - mikrobů obsahujících chlorofyl, zelené barvivo - bude mít voda zelenější odstín. Naopak, pokud je fytoplanktonu méně, bude oceán modřejší. I přítomnost organických látek může měnit barvu oceánů z modré na žlutou či hnědou.

Není to jen estetická změna. Změna barvy oceánů signalizuje změny v jejich ekosystémech. Vědci upozorňují, že to může ovlivnit množství oxidu uhličitého, které oceán pohlcuje, protože různé druhy planktonu mají různou schopnost tento plyn absorbovat. Tato změna také naznačuje, že společenství planktonu se mění, což může mít dopad na mořský potravní řetězec.

Co barevná revoluce znamená pro lidstvo?

A co tato změna znamená pro nás, lidi? Podle hlavního autora studie B. B. Caela z britského Národního oceánografického centra je to další ukázka toho, jak velký dopad má lidská činnost na naši planetu. Kvůli oteplování oceánů už zanikla polovina světových korálových útesů. Představte si, že z pohledu vesmíru už naše planeta nemá tu klasickou modrou barvu. Místo toho vidíme paletu zelených, žlutých a hnědých odstínů.

Naše planeta se mění a my s ní. Odborníci sice vědí, co změnu barvy oceánů způsobuje, netuší ale, jaký bude výsledný dopad na ekosystém. Za posledních dvacet let změnilo barvu 56 procent světových oceánů. Plocha této oblasti je větší než plocha veškeré pevniny na zeměkouli. Země je zamořená oxidem uhličitým. A důvod? Může za to člověk. Tisíce druhů takzvaného fytoplanktonu, tedy jednobuněčných mikroorganismů schopných fotosyntézy, jako jsou sinice, řasy a někteří prvoci, totiž na oteplování oceánů reagují dost citlivě. Chlorofyl, který obsahují, má pak na svědomí zelenější zbarvení některých vodních ploch. Některé druhy barví vodu pro změnu do červena a tam, kde fytoplankton vymírá, tam jsou vody modřejší.

Jak zmiňují autoři studie, dopad, jaký to bude mít na ekosystém, se nedá předvídat. Vzhledem k tomu, že tyhle drobné organismy stojí na úplném počátku potravního řetězce, může i drobná změna zapůsobit dominovým efektem. A co víc, přemnožené řasy mohou ovlivnit populace větších řas, chaluh a mořské trávy, které jsou absolutně nepostradatelnými pomocníky lidstva.

Zelené oceány v minulosti

Když se astronauti dívají na naši planetu z vesmíru, nazývají ji „modrý mramor“. Ale tato nádherná barva, která odráží obrovské oceány a sluncem zalitou oblohu, necharakterizuje naši planetu po celou dobu její existence. Kdysi tomu bylo jinak. Kdybychom se vnořili hlouběji do minulosti Země, tak 2,5 až 4 miliardy let nazpět, viděli bychom úplně jinou barvu. Vědci nově zjistili, že pozemské oceány se kdysi třpytily zeleně, nikoli modře. Tyto smaragdové vody nebyly jen geologickou zvláštností. Byly kolébkou evoluce, protože tu zelenou barvu jim dal jeden z nejvlivnějších architektů života - sinice. A ty jsou jak známo krásně zelené.

Nová studie Taro Macua a jeho týmu z Nagojské univerzity, kterou publikoval časopis Nature Ecology & Evolution, dost přetváří ranou biosféru Země, lépe řečeno to, jak jsme na ni dosud nahlíželi. Na základě zkoumání podmořského světla, jak filtrovalo oceány bohaté na železo, odborníci teď nabízejí odvážnou hypotézu. Web earth.com, který upozornil na novou studii, uvádí, že vývoj fotosyntetických systémů sinic byl hluboce ovlivněn přítomností zeleného světla. Tento objev není důležitý jen pro chápání minulosti Země, jak se díváme na naše vlastní začátky, ale zelený oceánský svět by mohl změnit i to, jak bude poznávat život na jiných planetách.

Staré oceány byly bohaté na železo

Před čtyřmi a půl miliardami let se Země zformovala z kosmického odpadu. Život se začal rodit někdy před 3,7 miliardami let. Ještě před prvními buňkami pokryly povrch planety oceány, ale jejich vzhled se značně lišil od toho, co vidíme dnes. Hydrotermální průduchy, vybuchující přes dna oceánů, pumpovaly do vody redukované železo a naplňovaly moře železitými sloučeninami.

Tato chemie definovala interakci raného oceánu se slunečním světlem. Bez kyslíku v atmosféře a díky množství železa oceány postrádaly odrazovou kvalitu dnešních modrých vod. Neexistoval žádný ozón, který by blokoval UV záření, a žádné pozemní rostliny, které by posunuly atmosféru. Tyto oceány nasycené železem proto nemohly zářit modře. S příchodem sinic se pak ve vodě začal objevovat kyslík. Ten přeměnil železo, které je nerozpustné, na částice podobné rzi. Tyto částice pomalu klesaly kde dnu, ale nemizely rychle a ovlivňovaly světlo, jež pronikalo do hlubin oceánu.

Zelené světlo utváří evoluční cesty

Železo suspendované ve vodě jako jemný hydroxid železa, mělo silný optický efekt, který absorboval červené a modré vlnové délky, ale propouštěl světlo zelené. V důsledku toho samotné oceány získaly zelený odstín. Kdyby tam byl tehdy nějaký svědek, viděl by pozemské vody zářící jako smaragd. Toto zelené prostředí mělo významné důsledky pro živé organismy. Proto se sinice, první mistři fotosyntézy, začaly přizpůsobovat. Využívaly už chlorofyl A, pigment pohlcující červené a modré světlo. Jenže pod zeleným světlem chlorofyl ztrácí svou účinnost.

Aby přežily, sinice vyvinuly fykobilizomy, velké anténovité struktury, které jsou plné doplňkových pigmentů. Mezi těmito pigmenty se ukázal jako zvláště životně důležitý fykoerythrobilin (PEB). Ten absorboval zelené světlo a předal energii chlorofylu A pro fotosyntézu. Právě tyto struktury umožnily sinicím ovládnout rané oceány.

Důležité simulace

Aby Macuo a jeho tým otestovali svou teorii, provedli podrobné numerické simulace a obnovili podvodní světelné prostředí z geologického období archaika. Zjistili přitom, že v hloubkách 5 až 20 metrů částice hydroxidu železa vytvořily trvalé zelené okno. Za těchto podmínek dominovalo zelené světlo.

Simulace a laboratorní výsledky však Macuovi nestačily. V roce 2023 odcestoval na ostrov Iwo, který je součástí japonského souostroví Sacunan. Příroda je tam jakousi vzácnou analogií starodávných oceánů Země. Hydrotermální průduchy pod ostrovem uvolňují železo, které se oxiduje na hydroxid železa, stejně jako tomu bylo v raných oceánech před miliardami let. Už z lodi mohli vědci vidět, že okolní vody měly zřetelný zelený třpyt díky hydroxidům železa. „Přesně tak, jak jsem si představoval, že Země kdysi vypadala,“ řekl Macuo.

Důsledky zelených oceánů přesahují historii Země.

Přetvářejí způsob, jakým bychom mohli odhalovat život na cizích světech. Astronomové totiž tradičně hledali modré planety, protože předpokládali, že voda odráží odstín modré. Jak však zjistil Macuův tým, oceány bohaté na hydroxid železitý se z dálky zdají zelenější, ale také jasnější.

„Údaje z dálkového snímání ukazují, že vody bohaté na hydroxid železitý, jako jsou ty kolem ostrova Iwo v souostroví Sacunan, vypadají znatelně jasnější než typické modré oceány. To nás vede k myšlence, že zelené oceány mohou být pozorovatelné z větší vzdálenosti, což usnadňuje jejich detekci,“ uvedl Macuo.

Při hledání mimozemského života by tak asi vědci udělali dobře, kdyby rozšířili svou paletu.

tags: #modré #oceány #a #ekosystém

Oblíbené příspěvky:

• Podmínky pro kotle
• Poplatky za odpad
• O odpadovém hospodářství v České republice
• Dobrodružství v přírodě s prvňáky
• Zdraží maso kvůli ochraně klimatu?