I ricercatori utilizzano dispositivi simili a siluri trainati da barche per comprendere meglio l'oceano raccogliendo alcuni dei suoi abitanti più piccoli:il plancton.
La strana scatola di metallo trascinata dalle onde sul ponte della nave sembra un'astronave pescata dall'immaginazione di un bambino.
Ma quando la scienziata Clare Ostle lo apre e estrae i rotoli di seta all'interno, sta cercando il bagliore verde rivelatore di alcune delle creature più importanti della Terra:il plancton.
Questo è un registratore di plancton continuo, dispositivi simili a siluri che per 90 anni sono stati rimorchiati da navi mercantili e pescherecci su una vasta rete di rotte.
Aiutano i ricercatori a comprendere meglio l'oceano raccogliendo alcuni dei suoi abitanti più piccoli.
Quello che hanno visto è che mentre i cambiamenti climatici riscaldano i mari, il plancton è in movimento, con conseguenze potenzialmente profonde sia per la vita oceanica che per gli esseri umani.
Il plancton, gli organismi trasportati dalle maree, sono le fondamenta della rete alimentare marina.
Ma fanno anche parte di un sistema intricato ed equilibrato che aiuta a mantenerci tutti in vita.
Oltre ad aiutare a produrre gran parte dell'ossigeno che respiriamo, sono una parte cruciale del ciclo globale del carbonio.
"La cosa più importante che stiamo vedendo è il riscaldamento", dice Ostle, coordinatrice del Pacific CPR Survey, all'AFP mentre mostra il registratore di plancton al largo della costa di Plymouth in Gran Bretagna.
Il plancton, gli organismi trasportati dalle maree, sono alla base della catena alimentare marina, ma aiutano anche a produrre gran parte dell'ossigeno che respiriamo e sono una parte cruciale del ciclo globale del carbonio.
L'indagine CPR ha documentato un deciso spostamento del plancton verso entrambi i poli negli ultimi decenni, poiché le correnti oceaniche cambiano e molti animali marini si dirigono verso aree più fresche.
Il plancton di acqua calda più piccolo sta anche sostituendo quelli più nutrienti di acqua fredda, spesso anche con cicli stagionali diversi, il che significa che anche le specie che se ne nutrono hanno bisogno di adattarsi o muoversi.
"La grande preoccupazione è quando il cambiamento avviene così rapidamente che l'ecosistema non può riprendersi", afferma Ostle, aggiungendo che i picchi di temperatura drammatici possono portare "al collasso dell'intera pesca".
Con quasi la metà dell'umanità che dipende dai pesci per circa il 20% delle proprie proteine animali, questo potrebbe essere devastante.
Pompa biologica
Plancton è un termine generico dal greco per "alla deriva" e comprende di tutto, dai batteri fotosintesi molte volte più piccoli della larghezza di un capello umano, alle meduse con lunghi viticci.
Esistono due tipi principali:fitoplancton, diverse cellule simili a piante comunemente chiamate alghe; e zooplancton, animali come il krill e le larve di pesci, granchi e altre creature marine.
La fotosintesi del fitoplancton utilizza i raggi del sole per trasformare la C02 in energia e ossigeno.
Quando 'sbocciano' in gran numero, il plancton è visibile dallo spazio, trasformando l'acqua in smeraldo o creando vortici di blu latte.
In effetti, gli scienziati stimano che i mari producano circa la metà dell'ossigeno sulla Terra, e ciò è dovuto principalmente al fitoplancton.
Sono anche fondamentali per la "pompa biologica del carbonio" dell'oceano, che aiuta il mare a bloccare almeno un quarto della C02 emessa dalla combustione di combustibili fossili.
Mentre gli alberi immagazzinano carbonio nel legno e nelle foglie, il fitoplancton lo immagazzina nei loro corpi.
Passa attraverso la rete alimentare, con il fitoplancton consumato dallo zooplancton che, a sua volta, viene mangiato da creature dagli uccelli alle balene.
"Quasi tutto ciò che si può pensare in mare a un certo punto del suo ciclo di vita mangerà il plancton", afferma David Johns, capo del CPR Survey.
Quando la materia organica del plancton morto o dei suoi predatori affonda sul fondo dell'oceano, porta con sé il carbonio.
"Impatti crescenti"
Ma gli scienziati avvertono che il cambiamento climatico ha stressato il sistema, con l'aumento delle temperature oceaniche, un minor numero di nutrienti che raggiungono la parte superiore dell'oceano dalle profondità e livelli aumentati di C02 che acidifica l'acqua di mare.
Mentre i cambiamenti climatici riscaldano i mari, il plancton è in movimento, con conseguenze potenzialmente profonde sia per la vita oceanica che per gli esseri umani, hanno scoperto i ricercatori.
Il cambiamento climatico ha "esposto gli ecosistemi oceanici e costieri a condizioni che non hanno precedenti nei secoli e nei millenni con conseguenze per le piante e gli animali oceanici in tutto il mondo", afferma l'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) delle Nazioni Unite in una bozza di rapporto trapelata sul clima impatti, la cui pubblicazione è prevista per il prossimo anno, che prevede "impatti crescenti sulla vita marina".
Sebbene il fitoplancton sia relativamente resiliente e probabilmente continuerà a cambiare territorio con il riscaldamento dei mari, l'IPCC prevede che il deterioramento delle condizioni negli oceani porterà alla fine a un declino generale in questo secolo.
Si prevede che la biomassa media globale di fitoplancton, una misura del peso o della quantità totale, diminuirà di circa l'1,8-6%, a seconda del livello di emissioni.
Ma a causa della sua smisurata importanza, anche riduzioni modeste possono "amplificare la catena alimentare marina", portando infine a riduzioni della vita marina di circa il 5-17%.
Potrebbero anche esserci "cambiamenti nel ciclo del carbonio e nel sequestro del carbonio, poiché la nostra comunità di plancton cambia" con plancton più piccolo che potenzialmente assorbe meno C02, afferma l'ecologa del plancton Abigail McQutters-Gollop della Plymouth University.
Mentre i leader globali si preparano a incontrarsi a un vertice cruciale delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici, la questione è un chiaro esempio di come l'accelerazione degli impatti umani stia destabilizzando intricati sistemi di sostentamento vitale.
Pensare in piccolo
Affrontare questo problema non è semplice come piantare alberi, osserva McQutters-Gollop.
Lo zooplancton, animali come il krill e le larve di pesci, granchi e altre creature marine, sono uno dei due principali tipi di plancton, un termine generico dal greco per "alla deriva"
Ma la pesca sostenibile, la riduzione degli inquinanti e la riduzione delle emissioni di C02 possono contribuire a migliorare la salute degli oceani.
In passato, afferma che la conservazione si è concentrata sulle "cose grandi, sulle cose carine o sulle cose che valgono direttamente i soldi", come le balene, le tartarughe e il merluzzo.
Ma tutti si affidano al plancton.
Anche se questa "cecità" potrebbe essere dovuta al fatto che sono microscopiche, le persone possono vedere tracce di plancton sulla spiaggia, nella schiuma sulle onde o nello scintillio notturno della bioluminescenza.
O nel programma televisivo per bambini "SpongeBob SquarePants", il cui personaggio Plankton è "il plancton più famoso là fuori", dice McQutters-Gollop.
And when they "bloom" in vast numbers, plankton are visible from space, turning the water a startling emerald, or creating Van Gogh swirls of milky blue, in seasonal displays critical for ocean life.
Like land plants, phytoplankton need nutrients like nitrates, phosphates and iron to grow.
But they can have too much of a good thing:The runoff of nitrogen-rich fertilisers is blamed for creating harmful algae blooms, like the glutinous "sea snot" off Turkey's coast this year.
The runoff of nitrogen-rich fertilisers is blamed for creating harmful algae blooms, like the glutinous 'sea snot' off Turkey's coast this year .
These can poison marine life or choke oxygen out of the water and may be exacerbated by warming, warns the IPCC.
Meanwhile, research published in Nature last month found that iron carried in smoke from huge 2019 and 2020 wildfires in Australia sparked a giant swell of phytoplankton thousands of miles away, which could have sucked up substantial amounts of C02.
Blooms can be seeded by nutrients from sand storms or volcanic eruptions and it is these "natural processes" that have inspired David King, founder of the Centre for Climate Repair at Cambridge.
King supports a hotly-debated idea to "fertilise" plankton blooms by sprinkling iron on the surface.
The theory is that this would not only help suck up more C02, but lead to a surge of ocean life, including eventually helping to increase whale populations that have been devastated by hunting.
More whales equals more whale poo, which is full of the nutrients plankton need to bloom, and King hopes could restore a "wonderful circular economy" in the seas.
A pilot project will try the technique in an area of the Arabian Sea carefully sealed off in a "vast plastic bag", but King acknowledges that the idea raises fears of unintended consequences:"We certainly don't want to de-oxygenate the oceans and I'm pretty confident we won't."
Harmful algae blooms can poison marine life or choke oxygen out of the water and may be exacerbated by warming, warns the UN's Intergovernmental Panel on Climate Change.
Sea mysteries
Ocean organisms have been photosynthesising for billions of years—long before land plants. But we still have much to learn about them.
It was only in the 1980s that scientists named the planktonic bacteria prochlorococcus, now thought to be the most abundant photosynthesiser on the planet.
Some "drifters" it turns out can swim, while others are masters of communal living.
Take the partnership between corals and plankton—it is so important that when it breaks due to warming the corals bleach.
Or Acantharea, a single cell shaped like a snowflake that can gather photosynthesising algae and manipulate them into an energy-generating "battery pack", says Johan Decelle, of the French research institute CNRS and the University of Grenoble Alpes.
They have been "overlooked" because they dissolve in the chemicals used by scientists to preserve samples.
To study plankton under a high-resolution electron microscope, Decelle used to collect samples at the French coast and drive for hours back to Grenoble with them in a special cool box.
Scientist Clare Ostle used Continuous Plankton Recorder ships' logs to show that 'macroplastics' like shopping bags were already in the seas in the 1960s.
Continuous Plankton Recorders have helped collect decades of data used to look back to track climate changes.
But this year he worked with the European Molecular Biology Laboratory on a pioneering project bringing high-tech freezing virtually onto the beach.
This enables the study of these delicate organisms as close as possible to their natural environment.
By contrast, Continuous Plankton Recorders end up mashing their samples into "roadkill", says Ostle.
But the value of the survey, which began in 1931 to understand how plankton affected herring stocks, comes from decades of data.
Scientists have used it to look back to track climate changes and it played an important role in the recognition of microplastics.
Ostle used CPR ships' logs to show that "macroplastics" like shopping bags were already in the seas in the 1960s.
By the time it was awarded a Guinness World Record last year for the greatest distance sampled by a marine survey, it had studied the equivalent of 326 circumnavigations of the planet.
From the boat in Plymouth, the water appears calm as sunlight slides across its surface. But every drop is teeming with life.
"There's just a whole galaxy of things going on under there," Ostle says.
