Oceany tracą moc walki z kryzysem klimatycznym

Niewidoczna awaria morskiego silnika Ziemi

Oceany od lat pełnią rolę niewidzialnego sojusznika ludzkości w walce ze zmianami klimatu. Pochłaniają bowiem około jednej czwartej dwutlenku węgla emitowanego corocznie przez człowieka, stabilizując tym samym planetarny klimat. Teraz jednak naukowcy biją na alarm: ten naturalny mechanizm coraz częściej zawodzi właśnie wtedy, gdy ludzkość potrzebuje go najbardziej.

Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Nature Communications w październiku 2025 roku rzucają światło na niepokojące zjawisko. Morskie fale upałów, czyli przedłużające się okresy nienaturalnie wysokich temperatur wód oceanicznych, zasadniczo zmieniają sposób funkcjonowania ekosystemów morskich. Wpływ tych ekstremalnych zdarzeń sięga znacznie głębiej niż dotychczas przypuszczano, uderzając w sam fundament oceanu jako magazynu węgla.

Biologiczna pompa, która zaczyna się zacierać

Ocean działa jak gigantyczna taśma przenośnikowa węgla. Na jej początku stoją mikroskopijne organizmy – fitoplanktony, bakterie i inne drobne formy życia tworzące podstawę morskiego łańcucha pokarmowego. Te niewidoczne dla ludzkiego oka stworzenia pochłaniają dwutlenek węgla z atmosfery, przetwarzając go w organiczny materiał. Kiedy większe zwierzęta zjadają fitoplankton i wydalają odpady, powstają cząstki organicznego węgla, które opadają w dół przez strefę półmroku oceanu (głębokość od 200 do 1000 metrów) aż do głębin morskich. Tam węgiel pozostaje uwięziony przez tysiąclecia.

Przynajmniej taka była teoria do niedawna. Zespół naukowców z Monterey Bay Aquarium Research Institute oraz University of Miami Rosenstiel School postanowił dokładnie przyjrzeć się temu procesowi podczas dwóch kolejnych morskich fal upałów w Zatoce Alaskańskiej. Pierwsza, znana jako „The Blob”, trwała od 2013 do 2015 roku, druga miała miejsce między 2019 a 2020 rokiem. Czy ktokolwiek mógł przypuszczać, że te pozornie odległe wydarzenia oceaniczne będą miały tak dramatyczne konsekwencje dla całego globu?

Gdy węgiel utyka w połowie drogi

Podczas fali upałów w latach 2013-2015, w drugim roku zjawiska, produkcja węgla na powierzchni oceanu przez fotosyntezujący plankton była wysoka. Problem polegał jednak na tym, że zamiast szybko opadać na dno, małe cząstki węgla gromadziły się na głębokości około 200 metrów pod powierzchnią. Można to porównać do windy, która zatrzymuje się na połowie drogi między piętrami i odmawia dalszej jazdy.

Różne fale, różne skutki

Fala upałów z lat 2019-2020 wykazała inny schemat działania. W pierwszym roku nastąpiła rekordowa akumulacja cząstek węgla na samej powierzchni wody. Co ciekawe, tego nagromadzenia nie można było wytłumaczyć jedynie produkcją węgla przez fitoplanktony. Badacze odkryli, że prawdopodobną przyczyną był recykling węgla przez morskie organizmy oraz gromadzenie się odpadów organicznych. Ten impuls węglowy ostatecznie opadł do strefy półmroku, ale zamiast kontynuować drogę w dół, utknął na głębokościach między 200 a 400 metrów.

Według słów Mariany Bif, głównej autorki badania i obecnie profesor w Departamencie Nauk Oceanicznych na Uniwersytecie Miami, te dwie poważne morskie fale upałów zmieniły społeczności planktonu i zakłóciły biologiczną pompę węglową oceanu. Taśma przenośnikowa transportująca węgiel z powierzchni do głębokiego oceanu się zacięła, zwiększając ryzyko powrotu węgla do atmosfery zamiast zamknięcia go głęboko w oceanie.

Mikroskopijni winnicy planetarnej katastrofy

Badacze przypisują różnice w transporcie węgla między obiema falami upałów zmianom w populacjach fitoplanktonu. Te zmiany rozlały się kaskadowo przez cały łańcuch pokarmowy, prowadząc do wzrostu liczby małych żerowników, które nie produkują szybko opadających cząstek odpadów. W rezultacie węgiel był zatrzymywany i poddawany recyklingowi na powierzchni oraz w górnej strefie półmroku, zamiast opadać na większe głębokości.

Badanie wykorzystywało dane zebrane przez setki autonomicznych pławików biogeochemicznych Argo, które mierzą warunki oceaniczne takie jak temperatura, zasolenie, azotany, tlen, chlorofil i organiczny węgiel cząstkowy, wykonując pomiary co pięć do dziesięciu dni w całej kolumnie wody. Zespół analizował również sezonowe dane z badań prowadzonych na statkach, które śledziły skład społeczności planktonu, w tym chemię pigmentów i sekwencjonowanie środowiskowego DNA z próbek wody morskiej.

Dane genetyczne ujawniają sprawców

Analiza genetyczna ujawniła intrygujący szczegół. Podczas fali upałów w 2015 roku dwie grupy radiolarii – Acantharea, a szczególnie rodzaj zwany Cladococcus – stały się wyjątkowo liczne. Te mikroorganizmy, choć fascynujące dla biologów morskich, okazały się jednym z kluczowych czynników zakłócających normalny przepływ węgla w głąb oceanu.

Konsekwencje dla klimatu i nie tylko

Obserwacje oceaniczne i modele sugerują, że morskie fale upałów rosną w rozmiarze i intensywności w ciągu ostatnich kilku dekad. Ocean pochłania czwartą część dwutlenku węgla emitowanego każdego roku, dzięki stałemu strumieniowi cząstek węgla opadających z powierzchni do głębin morskich. Cieplejszy ocean może oznaczać mniej zamkniętego węgla, co z kolei może przyspieszyć zmiany klimatyczne – błędne koło, które trudno będzie przerwać.

Ken Johnson, starszy naukowiec z MBARI i główny badacz projektu GO-BGC, podkreślił, że badanie to stanowi ekscytujący nowy rozdział w monitorowaniu oceanów. Aby naprawdę zrozumieć, jak fala upałów wpływa na morskie ekosystemy i procesy oceaniczne, potrzebujemy danych obserwacyjnych sprzed, podczas i po wydarzeniu.

Co przyniesie przyszłość

Zmiany klimatyczne przyczyniają się do częstszych i intensywniejszych morskich fal upałów. Nawet znaczące redukcje emisji gazów cieplarnianych prawdopodobnie nie spowolnią przez wiele lat przestrzennej ekspansji i czasu trwania tych wydarzeń. Zmiany w planktonie u podstaw morskiego łańcucha pokarmowego mają kaskadowe skutki nie tylko dla transportu węgla, ale również dla życia morskiego i rybołówstwa.

Region Zatoki Alaskańskiej służy jako swoiste placówka wartownicza. To, co dzieje się tam, oferuje wskazówki dotyczące tego, jak ocieplenie zakłóci zdolność oceanu do pochłaniania i sekwestracji węgla na całym świecie. Badanie pokazuje, że nie wszystkie morskie fale upałów są takie same – różne linie planktonu rosną i opadają podczas tych okresów ocieplenia, co podkreśla potrzebę długoterminowego, skoordynowanego monitorowania biologicznych i chemicznych warunków oceanu.

Albert Einstein powiedział kiedyś: „Nie możemy rozwiązać problemów myśląc w ten sam sposób, w jaki myśleliśmy, gdy je stworzyliśmy”. Czy ludzkość będzie w stanie zmienić swoje podejście, zanim oceany ostatecznie stracą zdolność do pomocy nam w walce z kryzysem klimatycznym? To pytanie pozostaje bez odpowiedzi, ale jedno jest pewne – czas ucieka, a oceany tracą swą moc.

Źródła:

ScienceDaily
Nature Communications
Monterey Bay Aquarium Research Institute
University of Miami Rosenstiel School
Euronews