Mennesket er uløseligt afhængig af havet. Mange af vores største civilisationer har trives med kanten af havet. I dag er vi mere afhængige end nogensinde på havet for vores økonomiske, sociale og fysiske velvære.
Maritime aktiviteter, fra global handel til turisme, overstiger 3 billioner dollars årligt. “Oceanøkonomien” er den fjerde største i verden. Desuden skyldes vores globale økonomiske vitalitet stort set den omkostningseffektive karakter af havtransport, hvilket bidrager til den reducerede pris pr. Ton afsendte varer.
Fra ubådskabler til forsendelse, fiskeri og akvakultur er vi i stigende grad afhængige af den blå økonomi. Omkring 20% af det animalske protein, som vi spiser, kommer fra marine fisk.
Havet har ændret sig dramatisk i det forgangne århundrede, og vi forventer, at der kommer flere ændringer. Kollaps af fiskerier, korallrev, hajpopulationer og andre arter – sammen med øgede døde zoner, rødvande blomster og invasive arter – har fulgt øget menneskelig udvikling, industriel brug af havet, klimaændringer og forurening.
Menneskeheden er på et socialt, politisk, miljømæssigt og videnskabeligt Nexus -punkt.
Vi er en gruppe forskere og eksperter, der tjente i et udvalg af US National Academy of Sciences, Engineering og Medicine for at rådgive National Science Foundation om fremadrettede tilgange til at investere i Ocean Science Research, Infrastructure og Workforce Development.
Vi overvejede spørgsmålet: Hvilken vigtig forskning skal vi forfølge nu, og hvilke investeringer skal vi foretage for at nå ambitiøse forskningsmål?
Vores videnskabelige indsats skal fokusere på de vigtigste huller i vores forudsigelige viden og på de kritiske veje og tærskler for havændring. Vi bør støtte Ocean Science til at forberede os på fremtiden.
Readying Ocean Science
I betragtning af begrænsede ressourcer og hurtige ændringer er vi nødt til at overveje, hvordan vi sætter prioriteter. Vores udvalg tilbød en sondring mellem presserende og vigtig forskning: presserende forskning er tidsfølsom med øjeblikkelig relevans for nye regionale og globale spørgsmål, mens vital forskning forvandler vores evne til at kæmpe med hurtige ændringer i havet og jordsystemet.
Vores evne til at observere, modellere og forstå havet er i høj grad steget i de senere år.
For eksempel giver Argo – et havvejr, der observerer system – et globalt syn på vandegenskaber omkring planeten. Argo har udvidet vores forståelse af det globale hav og har forbedret vejrprognoser markant.
Derudover er forskning om virkningen af klimaforskydninger på havarter mere nøjagtig, hvilket hjælper os med at forstå virkningen af disse forskydninger på kulstofbinding, kystlinjebeskyttelse mod storme og vippepunkter i sammenkoblede havsystemer.
Det voksende fokus på forbindelser mellem de kemiske, fysiske, geologiske og biologiske tilstande i havet og planetariske klimatater giver en meget forbedret struktur til at forudsige havets tilstand.
Sunde oceaner, sunde mennesker
Et fokus på menneskeligt velvære og dets afhængighed af havprocesser kan give en vigtig forbindelse, der placerer havvidenskab i nøglesamtaler relateret til menneskers sundhed.
Når det kommer til at forstå vigtigheden af hav og klima, er vi nødt til at bestemme, hvordan havets evne til at absorbere varme og kuldioxid vil ændre sig. Mens havet i øjeblikket absorberer 90% af den globale varme og ca. 30% af kuldioxid, vil ændringer i det fysiske og biologiske hav sandsynligvis bremse disse satser, hvilket fører til accelereret atmosfærisk opvarmning.
I relation til dette klimaspørgsmål, hvordan vil marine økosystemer reagere på ændringer i jordsystemet? Faldende økosystemets modstandsdygtighed vil sandsynligvis have en stærk negativ indvirkning på fødevareforsyninger og levebrød.
Kan vi udvikle ny forståelse, der vil understøtte modelprognoser for at bestemme virkningerne af opvarmning, forsuring og de-oxygenering på havlivet?
En anden udfordring er at forbedre vores evne til at forudsige ekstreme begivenheder drevet af hav- og havbundsprocesser. Marine jordskælv, tsunamier, orkaner og stormbølger er naturlige processer, der udgør alvorlige risici for menneskelig velvære. Samfundssårbarhed over for disse ekstreme begivenheder kan være dybtgående.
Når vores byggede kystinfrastruktur udvides, og klimaændringerne skifter mønstre af sådanne ekstreme begivenheder, er det kritisk at forbedre vores evne til at observere, forstå og forudsige ekstreme begivenheder.
Investering i havfutures
Ocean Research afhænger af fortsat finansiering af basale undersøgelser og investeringer i centrale havvidenskabsinfrastruktur. Vi skal integrere nye teknologier, kunstig intelligens og udvidet brug af eksisterende havinfrastruktur, såsom globalt områder forskningsfartøjer, globale drivere, der flyder på havoverfladen og indsamler information, undervandskommunikationskabler og kyst marine laboratorier.
Internationalt samarbejde er nødvendigt, da få af disse udfordringer virkelig er lokale. En bevægelse mod mere samarbejdsvillig, tværfaglig forskning er nødvendig sammen med en udvidet arbejdsstyrke i havvidenskab med uddannelse og viden langt ud over de traditionelle discipliner.
Vores vurdering af staten Ocean Science i USA identificerede nøgleinfrastruktur, der kræves for at tackle disse udfordringer.
Selvom fremskridt inden for autonom køretøjsteknologi giver mange muligheder, vil der for eksempel forblive et behov for specialiserede forskningsskibe, der kan fungere i kyst- og dybhavsvand og isdækkede regioner til at bore efter havbundsprøver. Globalt har der været et fald i tilgængelige skibe til støtte for havforskning.
Ligeledes prikker næsten 100 marine laboratorier amerikanske kystlinjer og leverer træning, adgang og forskning for tusinder af studerende hvert år. Udviklingen af denne infrastruktur giver muligheder for internationalt samarbejde og samarbejde med partnere i den private sektor. Det kan også være, at nogle af den eksisterende infrastruktur, såsom Ocean Observatories -initiativet, skal genovervejes i lyset af skiftende prioriteter og udvikling af teknologier.
Kollektiv handling
Vi skelner mellem presserende og vigtige havvidenskabelige forskningsprioriteter.
Mens den presserende fortsat vil kræve vores opmærksomhed – den næste koralblegningsbegivenhed, kollapser den seneste fiskeri – det er vores engagement i de vigtige forskningsprioriteter, der er identificeret i rapporten, som i sidste ende vil bestemme vores evne til at steward snarere end blot at reagere på komplekse ændringer i verdenshavene.
Vores arbejde tilbyder et kompas, men navigation kræver kollektiv handling. Forskningsinstitutioner skal omdanne deres tilgang: omstrukturering af embedsperiode og promoveringskriterier for at belønne tværfaglige undersøgelser, støtte resskilling og opskolering af fakultetet og forberede en innovativ, dygtig arbejdsstyrke.
Politikere skal skabe rammer, der værdsætter langsigtet undersøgelse. Og borgerne skal gå ind for vedvarende investeringer i havvidenskab, der overskrider politiske cyklusser. Havets fremtid – og vores egen – afhænger af vores vilje til at forfølge det, der er vigtigt.