Forskare använder torpedliknande anordningar som bogseras från båtar för att bättre förstå havet genom att samla in några av dess minsta invånare:plankton.
Den märkliga metalllådan som dragits från vågorna och upp på fartygets däck ser ut som ett rymdskepp som fiskats ur ett barns fantasi.
Men när vetenskapsmannen Clare Ostle öppnar den och drar fram silkesrullarna inuti, letar hon efter det avslöjande gröna skenet från några av de viktigaste varelserna på jorden:plankton.
Detta är en Continuous Plankton Recorder, torpedliknande enheter som i 90 år har dragits av handelsfartyg och fiskebåtar på ett stort nätverk av rutter.
De hjälper forskare att bättre förstå havet genom att samla in några av dess minsta invånare.
Vad de har sett är att när klimatförändringarna värmer haven, är plankton på väg – med potentiellt djupgående konsekvenser för både havets liv och människor.
Plankton – organismer som bärs på tidvattnet – är grunden för den marina näringsväven.
Men de är också en del av ett intrikat balanserat system som hjälper till att hålla oss alla vid liv.
Förutom att de hjälper till att producera mycket av det syre vi andas, är de en avgörande del av den globala kolcykeln.
"Det stora vi ser är uppvärmningen", säger Ostle, koordinator för Pacific CPR Survey, till AFP när hon demonstrerar planktoninspelaren utanför Plymouths kust i Storbritannien.
Plankton – organismer som bärs på tidvattnet – är grunden för den marina näringsväven men hjälper också till att producera mycket av det syre vi andas och är en avgörande del av den globala kolcykeln.
HLR-undersökningen har dokumenterat en avgörande förskjutning av plankton mot båda polerna under de senaste decennierna, eftersom havsströmmar förändras och många marina djur beger sig till svalare områden.
Mindre varmvattenplankton ersätter också mer näringsrika kallvattenplankton, ofta också med olika säsongsbetonade cykler, vilket betyder att arterna som livnär sig på dem måste anpassa sig eller också flytta.
"Den stora oron är när förändringar sker så snabbt att ekosystemet inte kan återhämta sig", säger Ostle och tillägger att dramatiska temperaturökningar kan leda till att "hela fisket kollapsar".
När nästan hälften av mänskligheten är beroende av fisk för cirka 20 procent av sitt animaliska protein, kan detta vara förödande.
Biologisk pump
Plankton är en sammanfattande term från grekiskan för "driva" och omfattar allt från fotosyntesbakterier som är många gånger mindre än ett mänskligt hårstrå, till maneter med långa efterföljande rankor.
Det finns två huvudtyper:växtplankton, olika växtliknande celler som vanligtvis kallas alger; och djurplankton, djur som krill och larver från fiskar, krabbor och andra marina varelser.
Växtplankton fotosyntes med hjälp av solens strålar för att omvandla C02 till energi och syre.
När de "blommar" i stort antal är plankton synligt från rymden, vilket förvandlar vattnets smaragd eller skapar virvlar av mjölkblått.
Faktum är att forskare uppskattar att haven producerar ungefär hälften av syre på jorden, och det är mest tack vare växtplankton.
De är också avgörande för havets "biologiska kolpump", som hjälper havet att låsa bort minst en fjärdedel av den koldioxid som släpps ut genom förbränning av fossila bränslen.
Medan träd lagrar kol i trä och löv, lagrar växtplankton det i sina kroppar.
Den passerar genom näringsväven, med växtplankton som konsumeras av djurplankton som i sin tur äts av varelser från fåglar till valar.
"Ganska mycket allt du kan tänka dig i havet i något skede av dess livscykel kommer att äta plankton", säger CPR Survey chef David Johns.
När organiskt material från död plankton eller deras rovdjur sjunker till havsbotten tar det kol med sig.
'Eskalerande effekter'
Men forskare varnar för att klimatförändringarna har stressat systemet, med havstemperaturer som stiger, färre näringsämnen som når den övre delen av havet från djupet och ökade nivåer av C02 försurande havsvatten.
När klimatförändringarna värmer haven är plankton på väg – med potentiellt djupgående konsekvenser för både havets liv och människor, har forskare funnit.
Klimatförändringarna har "exponerat havs- och kustekosystem för förhållanden som saknar motstycke under århundraden till årtusenden med konsekvenser för växter och djur som lever i havet runt om i världen", säger FN:s mellanstatliga panel för klimatförändringar (IPCC) i ett läckt utkast till rapport om klimatet. effekter, som kommer att publiceras nästa år, som förutspår "eskalerande effekter på det marina livet".
Även om växtplankton är relativt motståndskraftigt och sannolikt kommer att fortsätta att skifta territorium när haven blir varmare, förväntar sig IPCC att försämrade förhållanden i haven i slutändan kommer att leda till en total nedgång detta århundrade.
Den genomsnittliga globala växtplanktonbiomassan – ett mått på total vikt eller kvantitet – förutspås minska med cirka 1,8 till sex procent, beroende på utsläppsnivån.
Men på grund av dess stora betydelse kan till och med blygsamma minskningar "förstärka den marina näringsväven", vilket så småningom leder till minskningar av det marina livet med ungefär fem till 17 procent.
Det kan också vara "förändringar i kolcykling och kolbindning, eftersom vårt planktonsamhälle förändras" med mindre plankton som potentiellt drar ner mindre C02, säger planktonekolog Abigail McQuatters-Gollop vid Plymouth University.
När globala ledare förbereder sig för att mötas vid ett avgörande FN-toppmöte om klimatförändringar är frågan ett skarpt exempel på hur accelererande mänskliga effekter destabiliserar invecklade livsuppehållande system.
Tänker litet
Att tackla detta är inte så enkelt som att plantera träd, konstaterar McQuatters-Gollop.
Zooplankton – djur som krill och larver från fiskar, krabbor och andra marina varelser – är en av de två huvudtyperna av plankton, en sammanfattande term från grekiskan för "drivande"
Men hållbart fiske, minskning av föroreningar och begränsning av C02-utsläpp kan alla bidra till att förbättra havets hälsa.
Tidigare säger hon att bevarande har fokuserat på "de stora sakerna, de söta sakerna eller de saker som är direkt värda pengar" - som valar, sköldpaddor och torsk.
Men alla förlitar sig på plankton.
Även om denna "blindhet" kan bero på att de är mikroskopiska, kan människor se planktonspår på stranden – i skum på vågor eller nattens glimt av bioluminescens.
Eller i barn-tv-programmet "SpongeBob SquarePants", vars karaktär Plankton är "den mest kända planktonen där ute", säger McQuatters-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.
