Tengeri fényszennyezés

Az ökológusok és a biológusok régóta tudják, hogy a fényszennyezés káros hatással van az emberre és más élőlényekre – újabban ezt a tengerek élővilágánál is kimutatták.

Egyre több kutatási eredmény támasztja alá, hogy a tengeri élőlények is érzékenyek a mesterséges fényforrások fényére, már a nagyon gyenge fényre is, különösen a kék és zöld hullámhossz-tartományokban. Legújabban egy oceanográfus, Tim Smyth (Plymouth Marine Laboratory) irányításával angol, norvég és izraeli kutatók számszerűsítették is az eredményeiket, és kiadták a tengerek fényszennyezésének első globális atlaszát.

A kutatók két műholdas adatállományra építették fel modelljüket, az egyik adatsor az éjszakai fényszennyezést tartalmazza, a másik az óceán színét, amely utóbbi a tengervíz optikai tulajdonságait mutatja. A modell segítségével megállapítható, hogyan hatol le a tenger mélyebb rétegeibe, és ott hogyan nyelődik el a felszín fölötti mesterséges fényforrások fénye. Eredményül megkapták, milyen mélységig várható, hogy a tengeri élőlények reagálnak a mesterséges fényre. Az atlaszból kiolvasható, melyek azok a területek, ahol az ökoszisztémákat olyan erős stressznek teszi ki a fényszennyezés, hogy az alkalmazkodáshoz és ezzel együtt evolúciós változásokhoz vezethet.

Megállapításuk szerint az óceánok 1,9 millió km²-es területén 1 méter mélységig biológiai szempontból jelentős a fényszennyezés. Ez a partvonaltól számított 200 tengeri mérföldes (370 km) kizárólagos gazdasági övezetnek számító tengerfelszín kb. 3%-a. Az óceánok jelentős területein 10–20 méter vagy még nagyobb mélységig kimutatható az élővilágra gyakorolt hatás. Ez a mélység nemcsak a vízfelszín fölötti fényforrások erősségétől függ, hanem a tengervíz optikai tulajdonságaitól is, ami viszont évszakos változást mutat. Ahol nagyon tiszta a tenger vize, például a Dél-Kínai-tenger Malajzia térségébe eső részén, ez a behatolási mélység akár a 40 métert is elérheti. A tengeri fényszennyezés legjelentősebb forrása a tengeri kőolaj- és földgázkitermelő platformok, a szélfarmok és a szigeteken folyó fejlesztések. Képeinken az Északi-tenger és a Perzsa-öböl fényszennyezés szempontjából kritikus területei láthatók.

Az Északi-tenger fényszennyezési térképe az áprilisi állapotot mutatja, a színek az alsó skála szerint azt a behatolási mélységet mutatják, ameddig a mesterséges eredetű fény élővilágra gyakorolt hatása kimutatható. (Kép: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens; adatok: Smyth et al. 2021)

A mesterséges fény spektrális tulajdonságai, erőssége és időbeli megjelenése egyaránt eltér a természetes fényforrásokétól. A mesterséges fényforrásokat alkonyatkor hirtelen kapcsolják be, és egész éjjel változatlan intenzitással világítanak, míg a természetes források, elsősorban a Hold fénye napi, havi és évszakos változást mutat. Az élőlények az evolúció során utóbbi ciklusokhoz alkalmazkodtak, egyes fajok ezen belül bizonyos hullámhosszakhoz. A tengeri táplálékláncban kulcsfontosságú szerepet játszó evezőslábú rákok például különösen érzékenyen reagálnak a holdfényre, amelynek hatására kezdik meg napi vándorlásukat. Éppen ezért a kutatók vizsgálataik során a biológiai szempontból jelentős fényerősség megállapításakor az evezőslábú rákok érzékenységét vették alapul.

Hasonló, de decemberi, és eltérő színskálájú térkép a Perzsa-öbölről. (Kép: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens; adatok: Smyth et al. 2021)

A kutatáshoz nélkülözhetetlen segédeszköz volt az éjszakai égbolt mesterséges eredetű háttérfényességének az a globális atlasza, amelyet Fabio Falchi (Fényszennyezési Tudományos és Technológiai Intézet, Olaszország) és munkatársai állítottak össze a Suomi NPP műhold VIIRS látható és infravörös radiométere éjjel-nappali észlelései alapján. Mivel a VIIRS nem tesz különbséget a különböző hullámhosszú fények között, a kutatók ezt Plymouth környékén végzett helyszíni, terepi mérésekkel pótolták. Más forrásokból figyelembe vették azokat a paramétereket, amelyek befolyásolják, milyen mélyre hatol a fény a vízben, így például a fitoplankton, az oldott szerves anyagok és az üledék mennyiségét, amelyek mindegyike évszakos változást mutat. Ezek a paraméterek is észlelhetők műholdas mérésekkel, amelyek a tengervíz színének megállapítására alkalmasak, például az egykori Envisaton működő közepes felbontású képalkotó spektrométer (MERIS), a NASA Terra műholdján működő MODIS sugárzásmérő, illetve a SeaWiFS és VIIRS műszerek adatai.

Az oceanográfusok rámutattak, hogy egyre jelentősebb a rohamosan fejlődő, tengerparti urbanizált területek hatása, mert azok fénye a levegőben lévő felhőkről, ködről és szennyező anyagokról visszaverődve ugyancsak behatol a tengervízbe. Ezzel kapcsolatban azt is hangsúlyozzák, hogy az energiatakarékos LED világítás ugyancsak káros hatással van az élővilágra, mert ezek a fényforrások a korábbi, narancssárga fényt kibocsátó nátriumlámpákkal szemben nagyobb energiájú és szélesebb spektrumú, kékesebb fényt bocsátanak ki.

Kapcsolódó cikkek:
Fényszennyezés a Sárga-tengeren
Fényszennyezés felsőfokon
Fényszennyezési kísérlet
Szépek és hasznosak

Kapcsolódó linkek:
Fényszennyezés - a tengereken is (NASA EO)
T. J. Smyth et al.: A global atlas of artificial light at night under the sea (Elementa)
F. Falchi et al.: The new world atlas of artificial night sky brightness (Science Advances)