8.4 C
Brüsszel
Hétfő, október 3, 2022

A szén követése az óceán felszínétől a sötét „szürkületi zónáig”

NYILATKOZAT: A cikkekben közölt információk és vélemények az azokat közölők sajátjai, és ez a saját felelősségük. A The European Timesban való megjelenés nem jelenti automatikusan a nézet jóváhagyását, hanem a kifejezés jogát.

Még több a szerzőtől

A szén követése az óceán felszínétől a sötét „szürkületi zónáig”

Fitoplankton közösségek virágzása 777x518 - A szén követése az óceán felszínétől a sötét "szürkületi zónáig"

 

Különböző fitoplankton közösségek virágoznak a kanadai tengeri tartományok körül és az Atlanti-óceán északnyugati részén. Köszönetnyilvánítás: NASA/Aqua/MODIS kompozit, 22. március 2021-én gyűjtve

Tengeri utazás, mindkettő támogatásával NASA és a National Science Foundation május elején útnak indult az Atlanti-óceán északi részén – az NSF által társfinanszírozott kiegészítő expedíció folytatásaként, amelyre 2018-ban a Csendes-óceán északi részén került sor.

A NASA oceanográfiai terepi kampányának 2021-es bevetése, az Export Processes in the Ocean from Remote Sensing (EXPORTS), több mint 150 kormányzati, egyetemi és magán nem kormányzati intézmény 30 tudósából és személyzetéből áll. A csapat három oceanográfiai kutatóhajón oszlik el, amelyek nemzetközi vizeken találkoznak Írországtól nyugatra a víz alatti Porcupine Abyssal-síkság felett. A helyszíni kampány során a tudósok különféle eszközöket fognak bevetni a három hajó fedélzetén: az RRS James Cook és az RRS Discovery, amelyet a Southamptoni Nemzeti Oceanográfiai Központ üzemeltet, valamint egy harmadik hajót, amelyet az Ocean Twilight Zone projekt bérelt. a Woods Hole Oceanográfiai Intézet, és a tengerészeti technológiai egység üzemelteti Vigóban, Spanyolországban. Összesen 52 csúcstechnológiás platform, köztük több autonóm jármű végez majd méréseket és folyamatosan gyűjt adatokat.

Változatos Plankton 777x708 - A szén követése az óceán felszínétől a sötét "szürkületi zónáig"

 

Változatos plankton felszíni vizekből mikroszkóp alatt látható. Annyira koncentrált, hogy nem kell nagyítani az azonosításhoz. Köszönetnyilvánítás: Laura Holland/Rhode Island Egyetem

A tudomány nagy része az óceánnak a globális szénciklusban betöltött szerepére összpontosít. Kémiai és biológiai folyamatok révén az óceán annyi szenet von el a légkörből, mint a szárazföldi összes növényi élet. A tudósok azt remélik, hogy tovább kutathatják az óceán biológiai szivattyújának mechanizmusait – azt a folyamatot, amelynek során a légkörből és a felszíni óceánokból származó szén hosszú távon az óceán mélyén kötődik meg. Ebben a folyamatban mikroszkopikus növényszerű szervezetek, úgynevezett fitoplanktonok vesznek részt, amelyek éppúgy fotoszintézisen mennek keresztül, mint a szárazföldi növények, és az óceán színének változásait figyelve az űrből is láthatók. Termelékenységük jelentős hatással van a Föld szénciklusára, ami viszont hatással van a Föld éghajlatára.

 

„Ez az első átfogó tanulmány az óceán biológiai szénszivattyújáról az 1980-as és XNUMX-es években végzett Joint Global Ocean Flux tanulmány óta” – mondta David Siegel, az EXPORTS tudományos vezetője, a Santa Barbarai Kaliforniai Egyetem munkatársa. „Időközben fejlett mikroszkopikus képalkotó eszközöket, genomikát, robusztus kémiai és optikai érzékelőket és autonóm robotokat kaptunk – egy csomó olyan dolgot, amivel akkor még nem rendelkeztünk, így sokkal nehezebb és sokkal fontosabb kérdéseket tehetünk fel.” E kérdések közé tartozik, hogy mennyi szerves szén hagyja el a felszíni óceánt, és milyen úton jut el a mélybe, ahol hosszú ideig, évtizedektől több ezer évig megköthető.

RRS James Cook 777x583 mintavételi rozetta bevetése – szén követése az óceán felszínétől a sötét „szürkületi zónáig”

 

Az RRS James Cook fedélzetén a tudomány és a legénység egy mintavételi rozettát telepít – platformot, amely lehetővé teszi a vízminták és egyéb információk gyűjtését az óceánok mélyéről, miközben az RRS Discovery és az R/V Sarmiento de Gamboa a távolban ugyanazt a műszert alkalmazza. Köszönetnyilvánítás: Deborah Steinberg

A tudósok három fő útvonalat ismernek, amelyek a szenet a légkörből és az óceán felső részéből a sötét „szürkületi zónába” szállítják, amely legalább 1,640 méterrel a felszín alatt található: 500) az óceán fizikai keveredése és keringése a lebegő szerves anyagokat mélyen a vízbe juttathatja. az óceán belseje, 1) a részecskék elsüllyedhetnek a gravitáció hatására, gyakran miután áthaladtak az élőlények belein, és 2) az állatok napi függőleges vándorlása, amelyek az óceán felső és alsó szintje között ingáznak, szenet visznek magukkal az utazáshoz.

Az EXPORTS célja, hogy meghatározza, mennyi szenet szállítanak ezek az útvonalak azáltal, hogy megfigyelik a szénszivattyút két nagyon eltérő óceáni ökoszisztémában, változó körülmények között. A kutatók a Csendes-óceán északi részét és az Atlanti-óceán északi részét választották, mert ezek a termelékenységi spektrum (azaz a fotoszintézis sebességének) ellentétes végén helyezkednek el, és a fizikai folyamatok két ellentétes szélsőségét tapasztalják, mint például az örvények és az áramlatok. A kontrasztos környezetek tanulmányozása maximális betekintést nyújt a jövőbeli éghajlati forgatókönyvek modellezéséhez.

Sarmiento de Gamboa 400x300-as lakóautó beszállás – szén követése az óceán felszínétől a sötét „Alkonyatzónáig”

 

A tudós legénysége 29 napos karantén után április 14-én szállt fel az R/V Sarmiento de Gamboa hajóra. Köszönetnyilvánítás: Ken Buesseler/ Woods Hole Oceanográfiai Intézet

Ivona Cetinić, a NASA marylandi Greenbeltben működő Goddard Űrrepülési Központjának projekttudósa és oceanográfusa szerint a Csendes-óceán északi része egy sivataghoz vagy „egyszerű réthez” hasonlít a szárazföldön. Alacsony a tápanyagtartalma, jelen esetben a fotoszintézishez szükséges vas, és a globális óceánokban található legkevesebb örvénylő áramlatok közé tartozik. Ezért a szén-dioxid-szállítást az óceán mélyébe elsősorban apró állatok, úgynevezett zooplanktonok hajtják, amelyek mikroszkopikus méretű, növényszerű fitoplanktont fogyasztanak, majd az emésztett szenet a lenti mélységbe választják ki.

A fitoplankton az óceán felső, napsütötte rétegében sodródik, ahol a légkörből származó szén-dioxidot szerves szénné alakíthatja át. Ha megfelelőek a körülmények, ahogy az az észak-atlanti régióban gyakran megtörténik ebben az évszakban, a fitoplanktonpopulációk olyan gyorsan nőnek vagy „virágoznak”, hogy az űrből is láthatóvá válnak.

Az Atlanti-óceán északi részét is erős áramlatok jellemzik, amelyek ellentétben állnak a Csendes-óceán északi részének lassabban mozgó vizeivel. Ezekkel együtt Siegel azt mondja, hogy legalább négy napos zord időjárásra számítanak a hónapig tartó expedíció során.

Az EXPORTS adatok azonban nem csak a tengerre vonatkoznak, hanem a műholdas technológia fejlesztésére is felhasználják. Cetinić számos optikai méréssel dolgozik, amelyek az óceán színéről származó műholdakról származnak, amelyek az óceán felszínéről visszaverődő fényt mérik a látható spektrum egyes részein, amit a szivárvány színeiként ismerünk. Ezek olyan betekintést nyújtanak, mint például az óceán hőmérsékletének, sótartalmának, széntartalmának és a klorofill nevű zöld pigment koncentrációjának mérése. Az ökoszisztéma és a szénciklus különböző részeit elfoglaló fitoplanktonok különböző fajai azonban különböző mennyiségű és árnyalatú zöld klorofillt termelnek, olyan árnyalatokat hozva létre az óceán színében, amelyet a jelenlegi óceánszín műholdak nem „látnak”.

Az EXPORT során alkalmazott műszerek között megtalálhatók az óceán színének mérésére szolgáló rendkívül kifinomult, és bizonyos esetekben kísérleti jellegű optikai műszerek, amelyek hasonlóak a jövőbeni NASA műholdakon található műszerekhez. A kutatók ezeket a műholdat szimuláló méréseket kombinálják a felszíni fitoplankton közösség részletes megfigyelésével – genomika, képanalízis vagy pigmentösszetétel segítségével –, valamint fiziológiájuk ismeretével, hogy lehetővé tegyék a műholdak számára az óceáni diverzitás és végső soron az óceáni szénciklusban betöltött szerepük észlelését. .

Ezeknek a műholdaknak a következő generációja, a NASA Plankton, Aerosol, Cloud, óceáni ökoszisztéma (PACE) küldetése hiperspektrális lesz, ami azt jelenti, hogy képes lesz adatokat gyűjteni a teljes látható spektrumban, és rögzíteni a látható részen túli információkat, beleértve az ultraibolya és rövidhullámú infravörös.

„Amit a földön látunk, megértjük, milyen információkat kell látnunk az űrből, hogy megragadhassuk azokat a kritikus folyamatokat, amelyeket jobban meg akarunk érteni” – mondta Cetinić. „Ez ösztönzi az űralapú technológia fejlődését. Cserébe az új Föld-megfigyelő műholdakról származó adatok lehetővé teszik a tudósok számára, például az EXPORTS-ban résztvevők számára, hogy más fontos információkat találjanak, vagy új technikákat dolgozzanak ki, amelyek kiegészítik a jelenlegi Föld-megfigyelő műholdat, vagy akár egy új Föld-megfigyelő műholdat is inspirálhatnak. A technológia és a tudomány állandó kölcsönhatása végső soron az egész emberiség számára előnyös.”

A terepmunka kampányát követően az EXPORTS egy további szakasza az Atlanti- és a Csendes-óceánról gyűjtött adatok felhasználására fog összpontosítani, hogy megjósolják, hogyan nézhetnek ki a szén-dioxid-szállítási útvonalak a jövő óceánjaiban.

"Amit jelenleg tudunk, az arra korlátozódik, ami ma az óceánokban történik" - mondta Siegel. "A folyamatban lévő, éghajlat által vezérelt változások miatt, amelyek nemcsak az óceánokban, hanem a Föld rendszereiben is megfigyelhetők, képesnek kell lennünk megjósolni, hogy mi fog történni 2075-ben, és még nem rendelkezünk ezzel a jóslattal."

Mivel az óceán egyetlen szeletének oly sok jellemzőjét fogják mérni egy időben, a meglévő számítógépes modellek gazdag és teljesebb adatkészlettel rendelkeznek majd, amely a szénszivattyút ábrázolja, amely alapján előrejelzéseket lehet készíteni arról, hogy mi fog történni a közeljövőben. az óceánban – és milyen hatások lehetnek a szénciklusra.

„Annyira jó adathalmazról van szó, hogy az elkövetkező évtizedekben a kutatást táplálni fogja” – mondta Cetinić.

Mind a PACE, mind az EXPORTS késéseket tapasztalt a következő miatt Covid-19 világjárvány. Most, hogy minden érintett személy biztonságát és biztonságát biztosítsák, kéthetes karanténra volt szükség, mielőtt a hajózási és a szociális távolságtartási protokollokat életbe léptették volna az első héten a hajókon. Siegel szerint a csapat tagjainak sokfélesége és elhivatottsága, az Egyesült Királyság Nemzeti Oceanográfiai Központjának páratlan támogatása annak biztosítására, hogy a hajók és a legénység készen álljanak és biztonságosak legyenek a vitorlázásra, a NASA központjának kitartó elkötelezettsége és a sok jó szerencse az oka. hogy a kampány még idén is folytatható.

- Reklám -
- EXKLUZÍV TARTALOM -spot_img
- Reklám -
- Reklám - spot_img

Muszáj elolvasni

Legfrissebb cikkek