kozmos.hr
Znanost

Okupani u moru umjetne svjetlosti

objavljeno

Poznato je da umjetna svijetlost može imati štetne učinke na zdravlje ljudi i kopnenih životinja – može poremetiti obrasce spavanja, raspored hranjenja i reproduktivne cikluse.

Osjetljivost morskih organizama na umjetnu svjetlost

Sve veći broj istraživanja pokazuje da je podvodni život također osjetljiv na umjetnu svjetlost, uključujući iznimno niske razine i određene valne duljine, posebno plavo i zeleno svjetlo.

Sada, po prvi put, znanstvenici su kvantificirali razine podvodnog svjetla za obalna područja diljem svijeta. Tim istraživača iz Engleske, Norveške i Izraela objavio je prvi globalni atlas umjetne svjetlosti u moru.

“Ove vrlo niske razine svjetlosti koje stvara umjetna svjetlost kritično su važne za biološke organizme”, rekao je glavni autor i oceanograf Tim Smyth, koji je specijaliziran za pomorsku optiku i daljinsko ispitivanje boje oceana u Plymouth Marine Laboratory. “Ali koliki je utjecaj na morski okoliš prilično je nedovoljno istraženo.”

Istraživački tim izradio je model na temelju dva skupa satelitskih podataka: jednog o noćnom svjetlosnom onečišćenju i jednom o boji oceana, koja otkriva optička svojstva vode. Model predviđa kako će noćno svjetlosno onečišćenje iznad površine vode prodrijeti i apsorbirati se pod vodom. Rezultati pokazuju dubine na kojima bi morske vrste mogle biti izložene svjetlu dovoljnom da izazove biološki odgovor.


Istraživanje naglašava područja u kojima su ekosustavi posebno pod stresom uzrokovanim umjetnom svjetlošću, što bi moglo dovesti do brzih evolucijskih promjena.

“Učinci umjetne svjetlosti u morskim ekosustavima trebali bi biti pravi fokus za istraživanje globalnih promjena”, rekao je Smyth.

Znanstvenici su otkrili da 1,9 milijuna četvornih kilometara (735.000 četvornih milja) oceana doživljava biološki značajne količine onečišćenja umjetnom svjetlošću do dubine od 1 metar (3 stope).

To predstavlja oko 3 posto svjetskih ekskluzivnih ekonomskih zona (EEZ) – područje koje se proteže 370 kilometara (200 nautičkih milja) od obale neke zemlje. Značajna područja oceana su izložena svjetlu do dubine od 10 metara (33 stope), 20 metara (66 stopa) ili više.

Dubina do koje svjetlost može prodrijeti ne ovisi samo o intenzitetu svjetlosti iznad vode, rekao je Smyth, već i o optičkim svojstvima vode koja variraju sezonski. Na primjer, u područjima s vrlo čistom vodom, uključujući dio Južnog kineskog mora u blizini Malezije, svjetlost noću može doseći dubinu veću od 40 metara.

Elektroni ‘surfajući’ svemirom stvaraju polarnu svjetlost

Neka od najopsežnijih svjetlosnog onečišćenja mora događa se u područjima gdje morske naftne i plinske platforme te vjetroelektrane osvjetljavaju noć iznad i ispod vodene linije.

Umjetna svjetlost se po mnogočemu razlikuje od prirodne svjetlosti. Umjetna svjetla se naglo pale u sumrak i gore cijelu noć, svaku noć, dok prirodna noćna svjetlost, poput mjesečine, raste u intenzitetu i nestaje u dnevnim, mjesečnim i sezonskim vremenskim razmacima.

Mnoge morske vrste razvile su biološke funkcije kojima upravljaju prirodni svjetlosni ciklusi, čak i na velikim dubinama, a neke su prilagođene određenim valnim duljinama svjetlosti.

Na primjer, kopepodi su posebno osjetljivi na mjesečinu, što signalizira njihovu dnevnu migraciju gore-dolje uz stup vode. Kopepodi su ključni organizmi u mnogim morskim hranidbenim mrežama. Za istraživanje, istraživači su koristili osjetljivost na svjetlost upravo kopepoda kao prag za biološki značajnu količinu svjetlosti.


Korišteni instrumenti

Temeljni dio novog istraživanja bio je globalni atlas umjetne svjetline noćnog neba koji su objavili Fabio Falchi, fizičar sa Instituta za znanost i tehnologiju svjetlosnog onečišćenja (Italija) i kolege 2016. Taj je atlas izgrađen na podacima iz Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) na satelitu Suomi National Polar-Orbiting Partnership (NPP), koji može promatrati prigušena svjetla sa svojim dnevno-noćnim pojasom (DNB).

Dnevno-noćni pojas je dobar u hvatanju niske razine svjetlosti u širokom spektru, rekao je Smyth. Ali ponašanje svjetlosti pod vodom ovisi o njezinim spektralnim svojstvima, a VIIRS DNB ne razlikuje crvene, zelene i plave valne duljine. U terenskom radu provedenom oko Plymoutha, tim je napravio model povezujući ono što VIIRS “vidi” noću sa spektrom svjetlosti koja ulazi u vodu.

Tim je zatim uzeo u obzir druge varijable koje utječu na to kako svjetlost prodire u vodu, kao što je obilje fitoplanktona, otopljene organske tvari i sedimenta, koji se svi mijenjaju sezonski. Ova svojstva se također mogu promatrati iz svemira pomoću instrumenata za prepoznavanje boja oceana kao što su spektrometar srednje rezolucije (MERIS) na Envisatu, spektroradiometar umjerene rezolucije (MODIS) na NASA-inoj Terri, senzor širokog vidnog polja koji gleda na more (SeaWiFS) i VIIRS.

Također,  prelazak na energetski učinkovitiju rasvjetu diodama (LED) također bi moglo negativno utjecati na morske ekosustave. Gradovi koji su nekoć svijetlili narančasto pod svjetlima natrijeve pare sada daju oštriji plavi sjaj i širi spektar svjetlosti koji bi mogao utjecati na podvodne vrste.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr

Izvori:

Sara E. Prat, “Bathed in a sea of artifiial light,” NASA Earth Observatory

Pratite Kozmos na Google Vijestima.