Это исследование, основанное на совместной работе ученых Центра изучения океана Гельмгольца GEOMAR в Киле и Института Мар-дель-Перу (IMARPE) в Лиме, опубликовано в международном научном журнале Biogeosciences.
Наблюдения показывают, что в обширных регионах тропических океанов, в так называемых зонах кислородного минимума (ОМЗ), содержание кислорода в последние десятилетия снизилось. Кроме того, океан выбрасывает в атмосферу все более значимые для климата следовые газы.
На основе численных моделей было высказано предположение, что мелкомасштабная циркуляция — так называемые водовороты — устойчиво влияет на распределение кислорода и питательных веществ в ОМЗ. Известно, что в океане существуют водовороты с разным направлением вращения, аналогичные ячейкам высокого и низкого давления в атмосфере, которые можно наблюдать как аномалии высоты поверхности моря по спутниковым данным. В отличие от атмосферы океанические водовороты имеют горизонтальный диаметр только от 80 до 200 км, а скорость вращения заметно ниже — менее 30 см / с. Из-за высокой теплоемкости и плотности морской воды перенос тепла и имущества в вихрях очень важен для распределения питательных веществ и, следовательно, основы жизни в открытом океане.
На основе спутниковых данных об аномалиях высоты морской поверхности в режиме реального времени можно было идентифицировать три водоворота в районе у побережья Перу и получить интенсивные пробы во время экспедиции М90 МЕТЕОР в ноябре 2012 года. «Наши наблюдения показывают, что водовороты переносят воду, сильно отличающуюся от окружающей воды по температуре, солености, кислороду и питательным веществам, двигаясь на запад со скоростью несколько сантиметров в секунду», — объясняет ведущий автор этого исследования Др.
Лотар Страмма из GEOMAR. «Поскольку водовороты рассеиваются через несколько недель или месяцев, аномалии этих свойств вносятся как возмущения в открытый океан и, следовательно, ответственны за удивительно высокую продуктивность в открытом океане, обычно бедном питательными веществами», — утверждает Страмма. «Вблизи перуанского шельфа мы наблюдали в водоворотах повышенную концентрацию хлорофилла, а также сильную потерю питательных веществ, e.грамм. нитратов », соавтор проф. Герман Банге объясняет. Во время круиза соавтор круиза Альберто Лоренцо из перуанского партнерского института IMARPE измерил pH воды и, следовательно, кислотность океана.
Он смог показать, что кислотность морской воды, которая имеет большое влияние на биологические процессы, изменяется в водоворотах. В антициклонических водоворотах (вращающихся против часовой стрелки в южном полушарии) вертикальная протяженность воды с низким pH, следовательно, с более высокой кислотностью увеличивалась.
Из более ранних исследований SFB-754 известно, что в экваториальной юго-восточной части Тихого океана «дыхание океана» (поступление и потеря кислорода в бедных кислородом регионах) осуществляется в основном зональными океанскими течениями, в то время как результаты данного исследования показывают, что на полярной стороне зоны минимума кислорода юго-восточной части Тихого океана водовороты вносят значительный вклад в изменения в распределении кислорода и питательных веществ. «Таким образом, результаты имеют особое значение, поскольку они помогают улучшить расчеты моделей для более точного прогнозирования будущего расширения областей с низким содержанием кислорода в океане», — сказал доктор.
Страмма подводит итоги.
Исходная информация:
Центр совместных исследований (SFB 754) «Взаимодействие климата и биогеохимии в тропическом океане» рассматривает относительно недавно признанную угрозу деоксигенации океана, ее возможное влияние на зоны тропического минимума кислорода и последствия для глобальной системы климат-биогеохимия.
Общая цель SFB 754 — улучшить понимание взаимосвязи изменчивости и циркуляции тропического климата с кислородным и питательным балансом океана, количественно оценить природу чувствительных к кислороду критических точек, а также оценить последствия для будущего океана.
SFB 754 финансируется Немецким исследовательским фондом (DFG) с 2008 года.
В этом проекте участвуют ученые из Кильского университета Христиана-Альбрехта (CAU), Центра океанологических исследований Гельмгольца GEOMAR в Киле и Института Макса Планка в Бремене.