Con il riscaldamento delle acque, le ondate di calore oceaniche stanno aumentando

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Al largo della costa della California questo agosto è stato avvistato un mostro marino di dimensioni record: una macchia di acqua calda che è cresciuta fino alle dimensioni del Canada, 9,8 milioni di chilometri quadrati bollendo fino a 4 gradi Celsius più calda del solito. "È fuori mappa", afferma Andrew Leising, oceanografo della pesca presso la National Oceanic and Atmospheric Administration che sta mappando l'ondata di caldo marino sul suo sito web, soprannominato Blobtracker. Secondo i calcoli di Leising, a settembre, il poco affascinante "NEP20b" è diventato la più grande macchia di acqua calda da quando sono iniziate le registrazioni satellitari all'inizio degli anni '80.

I ricercatori stanno ora cercando di tracciare o anticipare gli impatti del blob NEP20b sulla vita marina, monitorando come il cambiamento graduale della temperatura mette fuori gioco gli ecosistemi.

Il fenomeno di una macchia di acqua insolitamente calda al largo della costa occidentale del Nord America ha acquisito notorietà nel 2014, quando il primo "Blob" di questo tipo è stato avvistato e gli è stato dato quel nome, dopo la creatura del film horror che ha divorato tutto sul suo cammino. Quel primo Blob è durato anni, dal 2013 al 2016. È stato accusato di aver tagliato a metà alcune popolazioni di pesci foraggeri; uccelli marini affamati; innescando un crollo nel merluzzo bianco; spostamento del tonno fino all'Alaska a nord; spingendo le balene nel percorso delle lenze e delle navi da pesca dei granchi; e permettendo agli esotici, compresi i sottaceti tropicali luminosi, di arrivare nelle acque settentrionali.

Nel 2019 è emerso un secondo blob. Con acque da record che sono apparse di nuovo quest'anno, alcuni scienziati ritengono che l'evento del 2019, noto come Blob 2.0, potrebbe non essere mai andato via. Se NEP20b ora è abbastanza grande e abbastanza caldo, dice Leising, potrebbe fare quello che ha fatto la versione 2013-2016, creando il proprio microclima che perpetua il calore, costringendo l'acqua calda a restare per anni ancora a venire.

Mentre NEP20b sembra iniziare a ridursi, all'inizio di ottobre era ancora di ben 6 milioni di chilometri quadrati e aveva più di 100 giorni, afferma Leising.

Le ondate di calore marine sono sempre state presenti. Ma stanno diventando più caldi, più evidenti e più problematici.

"Potremmo non vedere gli impatti per anni", afferma Leising, soprattutto con la scarsità di dati sugli stock ittici quest'anno a causa della pandemia in corso, osserva. Ma questi impatti potrebbero durare decenni.

Sulla terraferma, gli effetti dell'aumento delle ondate di caldo sono stati facili da vedere: una temperatura record globale di 129,9 gradi Fahrenheit (54,4 gradi C) ha colpito la Death Valley in California questo agosto; le estati calde hanno trasformato le foreste in polveriere che alimentano enormi incendi; i raccolti sono falliti. Nel 2019, l'Europa ha avuto il suo giugno più caldo mai registrato. Quelle ondate di calore terrestri portano notoriamente a picchi dei prezzi del cibo, esaurimento da calore e aumento dei tassi di morte.

Ma mentre la terra prende la maggior parte dei titoli, l'oceano sta prendendo la maggior parte del calore. L'acqua, che copre i due terzi della superficie terrestre, assorbe più del 90% dell'energia dai cambiamenti climatici e si è riscaldata in media di oltre 1 grado C nell'ultimo secolo. Quel riscaldamento sta aumentando: il 2019 ha visto oceani più caldi di qualsiasi anno mai registrato, almeno nei primi 2 chilometri.

Come le ondate di calore terrestri, le ondate di calore marine sono sempre state presenti. Ma stanno diventando più caldi, più evidenti e più problematici. Onde di calore marine famigerate e distruttive hanno colpito il Mediterraneo nel 2003; Australia occidentale nel 2011, Australia settentrionale nel 2016 … la lista potrebbe continuare. Possono essere causati o provocati dalla variabilità naturale, come El Niño. Ma anche il riscaldamento del pianeta sta contribuendo: un recente studio di attribuzione ha dimostrato che il cambiamento climatico antropogenico ha reso sette recenti ondate di calore marine ad alto impatto almeno 20 volte più probabili.

La ricerca sulle ondate di calore marine è agli inizi. Una definizione precisa del fenomeno è stata proposta solo nel 2016: un periodo discreto di cinque giorni o più in cui la temperatura della superficie del mare è significativamente più calda rispetto alla linea di base storica di 30 anni per quel luogo e periodo dell'anno. Data questa definizione, che la maggior parte ora utilizza, le ondate di calore stanno chiaramente diventando più frequenti. Uno studio ha mostrato che il conteggio dei giorni annuali di ondate di caldo marino è aumentato a livello globale di oltre il 50% dal 1925 al 2016, con le ondate di calore che sono diventate il 34% più frequenti e durano il 17% in più. Ciò significa che mentre gli anni '80 hanno avuto circa 25 giorni di ondate di caldo all'anno, quel numero è balzato a 55 all'anno entro il 2010. Un altro studio ha dimostrato che entro il 2100, indipendentemente dal fatto che l'umanità segua un percorso ad alte emissioni o uno basso, gli oceani saranno in uno "stato di ondata di calore quasi permanente".

Anomalie della temperatura della superficie del mare nell'Oceano Pacifico occidentale nel gennaio 2009 rispetto a gennaio 2019. Fonte: NIWA

Ma, alcuni ricercatori si affrettano a sottolineare, queste sono forse statistiche fuorvianti: sono vere in gran parte semplicemente perché la temperatura media degli oceani sta salendo (e salendo velocemente; circa 4,5 volte più velocemente rispetto a 50 anni fa). Poiché qualsiasi regione si riscalda da una linea di base storica, anche il numero di giorni trascorsi su una certa temperatura di riferimento è destinato ad aumentare.

Una domanda diversa e altrettanto importante, afferma Michael Jacox, un altro scienziato del NOAA che studia le ondate di calore marine, è se le ondate di calore stesse cambiando – se ogni anno, sullo sfondo della sua nuova normalità, si vedano più grandi, più ripide o più frequenti onde al di sopra di quella nuova norma. È come l'innalzamento del livello del mare, dice Jacox: il lento scorrimento verso l'alto dell'oceano è importante, poiché consumerà parti della costa, ma è anche importante sapere se l'oceano sta diventando più aggressivo, con mareggiate più alte o più frequenti. Sono importanti sia la tendenza a lungo termine che la variabilità negli estremi.

Districare questa variabilità è importante per gli sforzi per prevedere le ondate di calore. Finora, dice Jacox, i modelli che prevedono la temperatura dell'oceano per un anno non sono bravi a individuare quando inizieranno le ondate di calore, ma sono più bravi a prevedere la loro evoluzione una volta formate. "Stiamo facendo progressi", dice. "Non credo che siamo al punto in cui possiamo prevederli. Ma una volta che si presentano i modelli prevedono se le cose rimarranno calde ".

Per molte delle creature che vivono in queste acque, spesso non importa il motivo per cui la temperatura sta salendo, ma semplicemente se fa troppo caldo. "La maggior parte degli animali ha limiti termici assoluti, proprio come le persone", dice Leising, che è stato addestrato in oceanografia biologica. Molti animali marini sono a sangue freddo, osserva, e inizialmente sembrano a posto quando la temperatura sale: possono nuotare più velocemente, riprodursi più velocemente, consumando più ossigeno man mano che procedono. "Fino a un punto di rottura in cui si rompono completamente e muoiono", dice.

Una singola ondata di caldo "può avere impatti sull'ecosistema che risuonano per decenni", afferma uno scienziato.

Anche organismi sedentari come alghe o coralli potrebbero essere in grado di muoversi o adattarsi geneticamente a nuove condizioni, di generazione in generazione, se (e questo è un "se" importante) la temperatura cambia abbastanza lentamente. Ma le ondate di calore sono gli scatti più rapidi del cambiamento temporaneo di temperatura e portano le temperature più elevate. "Le cime vanno in territori inesplorati", dice Thomas Wernberg, un ecologo marino presso l'Università dell'Australia occidentale, che ha studiato gli impatti delle recenti ondate di calore in quel luogo.

Quegli alti inesplorati possono colpire la base della catena alimentare. È noto che le ondate di calore spostano i tipi di plancton che prosperano in un dato specchio d'acqua, ad esempio, aumentando la fioritura di alghe nocive o tossiche come la "marea rossa". Lo zooplancton che prospera nelle acque più fredde tende anche ad essere più grande, più ricco di grassi e più ricco di calorie rispetto a quelli che prosperano nelle acque più calde; l'acqua calda produce efficacemente cibo spazzatura per specie come il salmone.

I picchi di temperatura possono avere un impatto drammatico anche se sono relativamente piccoli. I coralli, ad esempio, in genere sbiancano quando le temperature aumentano solo di un grado al di sopra del loro massimo normale. Un'ondata di caldo del 2016 in tutta l'Australia settentrionale ha colpito drammaticamente oltre il 90% della Grande Barriera Corallina, lasciando strisce di scheletri di corallo morti.

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Quando un periodo caldo ha colpito l'acqua al largo dell'Australia occidentale nel 2010-2011, ricorda Wernberg, le cose sono cambiate rapidamente. “Per mesi abbiamo avuto temperature di diversi gradi più alte di qualsiasi cosa vista in almeno 100 anni. Probabilmente 250 anni ", dice Wernberg, che ha studiato le foreste di alghe al largo di quella costa per un decennio. All'inizio del 2011, le sue immersioni a nord di Perth hanno portato uno shock: "Siamo entrati e abbiamo detto, 'Oh, cosa è successo qui? Questo è enorme! "Era lo stesso ovunque. Non una sola alga in vista. " Le alghe erbose basse avevano sostituito le alghe e anche la popolazione ittica era diversa. Lungo la costa occidentale dell'Australia, il 43% delle alghe è stato eliminato su una vasta area di 2.300 chilometri quadrati. Anche nel 2020, afferma Wernberg, dopo molti anni senza ondate di caldo, praticamente non c'è stato alcun recupero a nord di Perth. L'intero ecosistema è cambiato.

Un'ondata di caldo del 2016 al largo delle coste australiane ha causato uno sbiancamento di massa dei coralli che ha colpito il 90% della Grande Barriera Corallina.
Oregon State University

I suggerimenti che le ondate di calore possono innescare punti di svolta sono inquietanti. Ciò significa che una singola ondata di caldo "può avere impatti sull'ecosistema che risuonano per decenni", afferma Elliott Hazen del NOAA, un ecologo della pesca. Ci sono stati spostamenti al largo della costa della California da un periodo caldo negli anni '90, osserva Hazen, che sono persistiti: il vorace calamaro di Humboldt, ad esempio, solca ancora le acque a nord fino all'isola di Vancouver, sebbene fossero una specie molto più meridionale . Il Blob 2013-2016 sembra anche aver causato cambiamenti ecologici duraturi, aggiunge. "Sempre più sembra che non vediamo segni di tornare a prima del 2014."

Nessuna singola definizione di ondata di caldo funziona per catturare gli impatti sull'ecosistema per tutte le specie, osserva Jacox. Per i coralli e le alghe, ha senso parlare del fatto che sia più caldo della norma storica. Ma per specie altamente mobili come il tonno, osserva, non ha senso calcolare lo stress termico dell'origine di un pesce. Invece, sostiene, ciò che è importante è quanto lontano dovranno spingersi quelle specie per trovare condizioni più suscettibili. E anche questa mappa cambierà in un mondo più caldo, secondo il recente studio di Jacox.

Nel Pacifico settentrionale, ad esempio, l'estremo nord si sta riscaldando più velocemente della media globale. Ciò significa che i pesci in quella regione dovranno nuotare più a nord fuori da un'ondata di caldo alla ricerca di acque più fresche, cibo o comfort in futuro. Intorno all'equatore, al contrario, si prevede che il riscaldamento medio sarà piuttosto intenso in una banda stretta, quindi i pesci non dovranno andare lontano per trovare condizioni più fresche durante un'ondata di caldo.

C'è molto da capire su una data ondata di caldo: perché è iniziata, quanto sarà alta la temperatura, per quanto tempo persisterà, quanto vicino alla riva e quanto si estende il calore, e quanto è profondo, il che influenza il modo in cui i nutrienti si mescolano da cima a fondo. Aggiungi tutto ciò alla variabilità della mobilità delle specie e all'ubicazione di cose come le rotte di navigazione, e ottieni un quadro complesso in cui gli ecosistemi e le economie si scontrano in modi a volte inaspettati.

Ciò che serve è una gestione dinamica degli oceani: strumenti e politiche che possono cambiare al volo al mutare delle condizioni.

All'inizio di quest'anno, i ricercatori hanno tracciato come l'originale Blob 2013-2016 abbia innescato una catena di eventi con conseguenze disastrose per le balene: il calore ha stimolato fioriture di alghe dannose che hanno reso tossici i molluschi, ritardando la pesca del granchio del 2015. Nel frattempo, il caldo ha reso anche un basso numero di krill, costringendo le balene ad avvicinarsi alla riva in cerca di acciughe. Quando il granchio è stato aperto nella primavera del 2016, i pescatori hanno raggiunto l'acqua proprio sopra le balene, portando a un numero record di grovigli (più di 70 nel 2016; prima del 2013 la media annuale era di circa 10). "Anche gli scioperi delle barche sono stati brutti", osserva Leising, poiché anche le balene sono finite incanalate nella corsia di navigazione. "Le balene sono state praticamente impalate sulle navi e venivano trascinate attraverso l'oceano."

Questo è il genere di cose che i ricercatori devono districare per aiutare i gestori della pesca ad affrontare le condizioni future.

Quello che serve, dice Hazen, è la gestione dinamica degli oceani: strumenti e politiche che possono cambiare al volo al mutare delle condizioni. Alcune di queste operazioni sono già state eseguite. Negli Stati Uniti, EcoCast produce qualcosa di simile a una mappa delle previsioni del tempo che mostra dove si prevede che si trovino il pesce spada e le specie di catture accessorie, aiutando i pescatori a scegliere terreni di caccia adatti che eviteranno di devastare accidentalmente specie sensibili. WhaleWatch mappa in modo simile dove c'è un alto rischio di attacchi di balene in nave, quindi i capitani potrebbero sapere di rallentare. Entrambi questi strumenti, dice Hazen, sono stati inventati proprio a causa delle ondate di calore marine e della necessità di accoglierli nel processo decisionale.

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Gli scienziati hanno lavorato per comunicare con i gestori della pesca sui pericoli delle ondate di caldo, afferma Leising. Ma per quanto riguarda i dettagli per dire loro esattamente come dovrebbero cambiare le politiche per azioni specifiche, "non siamo ancora arrivati. Non disponiamo di dati sufficienti. " Leising sottolinea che per la costa occidentale del Nord America, i due blob anomali del 2013-2016 e del 2019-ora sono solo due eventi, uno dei quali è ancora in corso, non abbastanza per fare previsioni su specie specifiche.

Quello che sanno, dice Leising, è che questi due eventi sono estremi anomali rispetto a ciò che è avvenuto prima e un segno di cose a venire.