2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
DURHAM, N. C. – A Duke Egyetem oceanográfusai magyarázatot dolgoztak ki arra vonatkozóan, hogy egy hatalmas észak-atlanti keringési zónában miért lehet rendkívül változatos az óceáni növények fenntartásához, és ezen túlmenően a tengeri élőlények táplálékhálózatának támogatásához szükséges tápanyagkészletekben.
Az Atlanti-óceán északi részén található keringési zóna, amelyet "szubtrópusi gyűrűként" ismernek, az óramutató járásával megegyező irányban örvénylik a Gulf-áramlat – az Atlanti-óceánt az Egyesült Államok déli része és Észak-Európa között kettészelő meleg áramlat – és a Rák trópusa között.. Thisgyre a Sargasso-tenger helyszíne is.
A Nature folyóirat 2005. szeptember 29-i számában megjelent cikkben Jaime P alter végzős hallgató, valamint Susan Lozier és Richard Barber professzorok azt mutatják, hogy a Golf-áramlatból szezonálisan a gyűrűbe ékelő víztömbök tiltják az óceán mélyét. tápanyagok a közvetlen feláramlásból az "eufotikus" zónába, a felszínhez közeli területbe, ahol elegendő fény van a növények életének fenntartásához.
A tudósok a Duke's Nicholas Környezet- és Földtudományi Iskolában dolgoznak. Munkájukat a Nemzeti Tudományos Alapítvány támogatta.
A kutatók műholdak segítségével észlelték a klorofill jelenlétét az óceáni növények életében, és feltűnő összefüggést észleltek aközött, ahol ezeket a tápanyagokat beékelve tartották messze az eufotikus zóna alatt, és ahol alacsony a klorofilltartalom.
Az űrből nézve ez a műhold által észlelt klorofill gyűrű alakú mintákban terült el az óceán felszínén, a Duke csapata szerint a minimális leolvasások az alacsony tápanyagkoncentrációnak feleltek meg. A csökkent tápanyagszint végső soron korlátozza a táplálékláncot támogató „elsődleges termelékenységet”.
"A kutatók évek óta próbálják megvizsgálni, hogy milyen folyamatok hoznak felszínre tápanyagokat" - mondta Lozier, a fizikai-oceanográfia professzora egy interjúban. "A szelek feláramolnak? A felszíni vizek lehűlnek, majd felborulnak és lesüllyednek, hogy felvegyék a tápanyagokat? A szelek és a hullámok összekeverik a vizeket?
"Minden kérdésre a válasz "igen". De ezeknek a folyamatoknak egyike sem tudta igazán megmagyarázni a termelékenység mintáit, amelyeket láttunk."
Lozier, P alter és Barber – a biológiai oceanográfia professzora – a korábbi óceáni vizsgálatokból származó műholdas információk és a víz sűrűségére, hőmérsékletére és tápanyagtartalmára vonatkozó évek adatai alapján vonták le következtetéseiket.
Tanulmányuk az "észak-atlanti szubtrópusi vízre" összpontosított. Lozier ezt "nagy mennyiségű, azonos tulajdonságokkal rendelkező vízként" írta le, amely elszigetelődik a Golf-áramlat peremétől, amikor télen lehűti a felette lévő levegő.
Mivel a hidegebb víz sűrűbb és nehezebb, ez a mód a víz felborul és lesüllyed, és nagy, ék alakú masszát képez. A felszín alá süllyedve tápanyag-koncentrációja alacsonyabb, mint a környező vizeké. Csak idővel térnek vissza a tápanyagok ebben a módban a vízben a napsütötte felszíni rétegekből származó szerves anyagok lesüllyedésével és bomlásával. Mivel a szubtrópusi körgyűrűnek van keringése, a modemvíz is mozogni kezd körülötte, ami potenciálisan blokkolja a tápanyagok nagyobb területeken való feláramlását, mondta Lozier.
"Az óceán azon részein, ahol nincs ekkora tápanyagszegény víz éke az eufotikus zóna alatt, a vertikális folyamatok sokkal hatékonyabban juttatják el a tápanyagokat a felszínre, így nagyobb biológiai hatásuk is lehet" - tette hozzá P alter, aki a Nature újság első szerzője.
Az, hogy milyen messzire mozog az üzemmódban a víz, és milyen mértékben blokkolja az alapjában megrekedt tápanyagokat, a körív erejétől függ. A gyűrű erejét az észak-atlanti oszcillációnak (NAO) nevezett nagy léptékű, ciklikus éghajlati mintázat határozza meg, amely szabálytalanul ingadozik a "magas" és "alacsony" fázisok között évtizedeken keresztül, mondták a kutatók.
A legutóbbi "alacsony" NAO során, amely az 1950-es és 60-as években történt, "igazán vastag" szubtrópusi módú víz terjedt el a szubtrópusi körben, mondta Lozier. Ezzel szemben a szerzők megállapították, hogy a módos vízrétegeknek sekélyebbnek és kevésbé kiterjedtnek kell lenniük a "magas" NAO-k idején, ami potenciálisan jobban hozzáférhetővé teheti a tápanyagokat az eufotikus zóna számára.
A Duke nyomozói valóban azt találták, hogy a nitrátkoncentráció 25 százalékkal magasabb volt a módvízben az 1980-as években kezdődött magas NAO idején, mint az 1950-es években, amikor alacsony volt. Az 50-es és 60-as években megfigyelt elsődleges termelékenységi ráták pedig csak a fele voltak az elmúlt két évtizedben regisztráltnak, a Nature tanulmány szerint.
Ezek a NAO-nak a tápanyagok hozzáférhetőségére gyakorolt hatásaira vonatkozó következtetések ellentétesek azzal, amit a víz módozatának eltérő hatásai nélkül várnának, mondta Lozier. "Ezt meg tudtuk magyarázni az ötleteinkkel."
Amikor egy robusztus körgyűrű terül szét a víztakaró körül, a tápanyag-újrahasznosító rendszer megszakad. – mondta Lozier. Az úszó felszíni növények „mehetnek a bankba, de ott nincs pénz”.
A kutatók most olyan műszerek kifejlesztésére készülnek, amelyek segítségével a tudósok első alkalommal mérhetik a tápanyagszintet ezekben a szubtrópusi vizekben, mondta Lozier.
"Az itt megfogalmazott ötletek nem csak az Atlanti-óceán szubtrópusi területére vonatkoznak" - mondta. "Véletlenül sok elérhető adatunk volt, hogy tesztelhessük ötleteinket. Ezért összpontosítottunk erre.
"De a következő lépésben más óceáni medencéket szeretnénk megvizsgálni, hogy szélesebb képet kapjunk. Lehetséges, hogy más körgyűrűkben nem ugyanazokat a mintákat kapjuk, mert a módvizek más medencékben különböznek. De mi ugyanazt hisszük a szerelők jelentkeznek."
