Pinguino imperatore in Antartide. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

Il concetto di a canarino in una miniera di carbone - una specie sensibile che fornisce un allarme per il pericolo - originata da minatori britannici, che trasportavano veri e propri canarini sottoterra attraverso la metà degli 1980 per rilevare la presenza di mortale gas monossido di carbonio. Oggi un altro uccello, l'Imperatore Pinguino, fornisce un avvertimento simile sugli effetti planetari della combustione di combustibili fossili.

Come un ecologista di uccelli marini, Sviluppo modelli matematici per capire e prevedere come gli uccelli marini rispondono ai cambiamenti ambientali. La mia ricerca integra molte aree della scienza, compresa l'esperienza di climatologi, per migliorare la nostra capacità di anticipare le future conseguenze ecologiche dei cambiamenti climatici.

Più recentemente, ho lavorato con i colleghi per combinare ciò che sappiamo sulla storia della vita dei pinguini imperatori con un potenziale diverso scenari climatici delineato in 2015 Accordo di Parigi, per combattere il cambiamento climatico e adattarsi ai suoi effetti. Volevamo capire come i cambiamenti climatici potrebbero influenzare questa specie iconica, le cui uniche abitudini di vita sono state documentate nel film pluripremiato “La marcia dei pinguini. "

Il nostro studio di recente pubblicazione scoperto che se i cambiamenti climatici continuano al suo ritmo attuale, i pinguini imperatore potrebbero praticamente scomparire entro l'anno 2100 a causa della perdita di ghiaccio marino antartico. Tuttavia, una politica climatica globale più aggressiva può arrestare la marcia dei pinguini verso l'estinzione.

Pinguini imperatore allevamento su ghiaccio marino in Terre Adélie, Antartide. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

Anidride carbonica nell'atmosfera terrestre

Come molti rapporti scientifici hanno dimostrato, le attività umane stanno aumentando le concentrazioni di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre, che è riscaldando il pianeta. Oggi i livelli atmosferici di CO2 sono leggermente superiori alle parti 410 per milione, ben al di sopra di qualsiasi cosa il pianeta abbia vissuto milioni di anni.

Se questa tendenza persiste, gli scienziati prevedono che CO2 nell'atmosfera potrebbe raggiungere 950 parti per milione di 2100. Queste condizioni avrebbero prodotto un mondo molto diverso da oggi.

I pinguini imperatore lo sono indicatori di vita le cui tendenze demografiche possono illustrare le conseguenze di questi cambiamenti. Sebbene si trovino in Antartide, lontano dalla civiltà umana, vivono in un equilibrio così delicato con il loro ambiente in rapida evoluzione che sono diventati canarini moderni.

Un destino legato al ghiaccio marino

Ho trascorso quasi 20 anni studiando gli adattamenti unici di Emperor Penguins al condizioni difficili della loro casa di ghiaccio marino. Ogni anno, la superficie dell'oceano intorno all'Antartide si congela in inverno e si scioglie in estate. I pinguini usano il ghiaccio come base di partenza per l'allevamento, l'alimentazione e la muta, arrivando alla loro colonia dalle acque oceaniche a marzo o aprile dopo che il ghiaccio marino si è formato per la stagione invernale dell'emisfero meridionale.

54 noto colonie di pinguini imperatore intorno all'Antartide (punti neri) e copertura di ghiaccio marino (colore blu). Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

A metà maggio la femmina depone un singolo uovo. Durante l'inverno, i maschi mantengono le uova calde mentre le femmine fanno un lungo trekking per aprire l'acqua per nutrirsi durante il tempo più spietato sulla Terra.

Quando le femmine di pinguino ritornano ai loro pulcini appena nati con il cibo, i maschi hanno digiunato per quattro mesi e hanno perso quasi la metà del loro peso. Dopo la schiusa delle uova, entrambi i genitori si alternano a nutrire e proteggere il loro pulcino. A settembre, gli adulti lasciano i loro piccoli in modo che entrambi possano cercare cibo per soddisfare l'appetito crescente del loro pulcino. A dicembre, tutti lasciano la colonia e ritornano nell'oceano.

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I padri del pinguino imperatore incubano un singolo uovo finché non si schiude.

Durante questo ciclo annuale, i pinguini si affidano a un ghiaccio marino "Zona dei riccioli d'oro"Di condizioni per prosperare. Hanno bisogno di aperture nel ghiaccio che consentano l'accesso all'acqua in modo che possano nutrirsi, ma anche una piattaforma spessa e stabile di ghiaccio per allevare i loro pulcini.

Tendenze demografiche dei pinguini

Per più di 60 anni, gli scienziati hanno studiato a fondo una colonia di pinguini imperatori in Antartide, chiamata Terre Adélie. Questa ricerca ci ha permesso di capire come le condizioni del ghiaccio marino influenzano gli uccelli dinamica della popolazione. Negli 1970, ad esempio, la popolazione ha sperimentato a drammatico declino quando diversi anni consecutivi di copertura del ghiaccio marino basso causato morti diffuse tra i pinguini maschi.

Negli ultimi anni di 10, i miei colleghi e io abbiamo combinato ciò che sappiamo di queste relazioni tra il ghiaccio marino e le fluttuazioni nelle storie di vita dei pinguini per creare un modello demografico che ci permette di capire come le condizioni del ghiaccio marino influenzano il abbondanza di pinguini imperatoree di proiettare il loro numero in base alle previsioni della futura copertura del ghiaccio marino in Antartide.

Una volta abbiamo confermato che il nostro modello riprodotte con successo le tendenze osservate in passato nelle popolazioni di pinguini imperatori in tutta l'Antartide, abbiamo ampliato la nostra analisi in una valutazione delle minacce a livello di specie.

Le condizioni climatiche determinano il destino dei pinguini imperatori

Quando abbiamo usato un modello climatico collegato al nostro modello di popolazione per proiettare ciò che è probabile che accada al ghiaccio marino se le emissioni di gas serra continuano sulla loro tendenza attuale, abbiamo scoperto che tutte le colonie 54 conosciute dell'Imperatore Pinguino sarebbero in declino da 2100 e 80% di loro sarebbe quasi estinto. Di conseguenza, stimiamo che il numero totale di pinguini imperatori diminuirà del 86% rispetto al suo dimensione attuale di circa 250,000 se le nazioni non riescono a ridurre le loro emissioni di anidride carbonica.

Senza azioni per ridurre le emissioni globali di anidride carbonica, la perdita di ghiaccio marino (mostrata in blu) sradicherà la maggior parte delle colonie di pinguini imperatori da parte di 2100. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

Tuttavia, se la comunità globale agisce per ridurre le emissioni di gas a effetto serra e riesce a stabilizzare le temperature globali medie a 1.5 gradi Celsius (3 gradi Faherenheit) sopra i livelli preindustriali, stimiamo che il numero di pinguini imperatori calerebbe del 31% - ancora drastico, ma praticabile.

Riduzioni meno rigorose delle emissioni di gas a effetto serra, con conseguente aumento della temperatura globale di 2 ° C, comporterebbero un calo dell'44%.

Il nostro modello indica che queste riduzioni della popolazione avverranno prevalentemente nella prima metà di questo secolo. Tuttavia, in uno scenario in cui il mondo soddisfa gli obiettivi climatici di Parigi, prevediamo che la popolazione globale di pinguini imperatori si stabilizzerebbe quasi da 2100 e che rimarranno disponibili rifugi praticabili per sostenere alcune colonie.

L'azione globale per limitare i cambiamenti climatici attraverso 2100 potrebbe migliorare notevolmente la persistenza / vitalità dell'Imperatore Pinguini. Stephanie Jenouvrier, CC BY-ND

In un clima che cambia, i singoli pinguini possono spostarsi in nuove posizioni per trovare condizioni più adatte. Il nostro modello di popolazione includeva complessi processi di dispersione per tenere conto di questi movimenti. Tuttavia, riteniamo che queste azioni non siano sufficienti per compensare il declino della popolazione globale determinato dal clima. In breve, la politica climatica globale ha molta più influenza sul futuro dei pinguini imperatori rispetto alla capacità dei pinguini di spostarsi in un habitat migliore.

I nostri risultati illustrano chiaramente le implicazioni di vasta portata delle decisioni sulla politica climatica nazionale. La riduzione delle emissioni di anidride carbonica ha implicazioni critiche per i pinguini imperatori e un numero indicibile di altre specie per le quali la scienza non ha ancora documentato un avvertimento così chiaro.

L'autore

Stephanie Jenouvrier, scienziata associata, Woods Hole Oceanographic Institution

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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