Океанографы Вашингтонского университета провели первые подробные измерения у истока верховья, подводного каньона на берегу пролива, отделяющего U.S. и Канада. Согласно статье, опубликованной в марте в журнале Geophysical Research Letters, наблюдения показывают, что вода поднимается вверх через каньон и перемешивается с удивительно высокой скоростью.
«Это исток Пьюджет-Саунда», — сказал соавтор Паркер Маккриди, профессор океанографии из Университета штата Вашингтон. "Вот почему в Пьюджет-Саунд так солено, вот почему вода довольно чистая, и именно поэтому в Пьюджет-Саунд высокая производительность, потому что вы постоянно входите в эту глубокую воду."
На протяжении десятилетий было известно, что в Пьюджет-Саунд впадает в 20-30 раз больше воды, чем из всех рек вместе взятых.
Поверхностные приливы, хотя и драматичны, играют второстепенную роль.
«Приливные течения, которые раскачивают воду взад и вперед, вот что действительно очевидно», — сказал Маккриди. "Но есть также медленная, постоянная циркуляция, которая постоянно приносит глубокую воду, перемешивает ее и отправляет поверхностную воду наружу."
Каньон Хуан-де-Фука достигает входа в пролив, разделяющий U.S. и Канада. Каньон имеет ширину чуть менее 4 миль и глубину не менее 450 ярдов, что в два раза превышает глубину окружающего морского дна.
Новые измерения показывают, что этот каньон потенциально обеспечивает большую часть воды, поступающей в Пьюджет-Саунд, пролив Хуан-де-Фука и канадский пролив Джорджия.
Интенсивный поток и перемешивание, измеренные внутри каньона, могут помочь объяснить загадочную продуктивность северо-западных берегов. Прибрежные ветры обычно приносят питательные вещества на западное побережье, но для этого региона цифры не складываются.
"Вашингтон в несколько раз продуктивнее — в нем больше фитопланктона — чем в Орегоне или Калифорнии, и все же ветры здесь в несколько раз слабее.
В течение многих лет это было своего рода загадкой ", — сказал соавтор Мэтью Алфорд, океанограф из Лаборатории прикладной физики Университета штата Вашингтон.
Секрет огромной продуктивности Северо-Запада могут заключаться в морских каньонах — идея, впервые предложенная океанологом из UW Барбарой Хики.
В северной части западного побережья намного больше каньонов, чем в Орегоне или Калифорнии, из них 11 вдоль побережья Вашингтона.
В новом документе представлены последние доказательства важности этих каньонов. Измерения, выполненные другим океанологом из UW в 1970-х годах, впервые показали, что вода течет через каньон Хуан-де-Фука в направлении, которое зависит от прибрежных ветров.
Совсем недавно расчеты Хики и его коллеги в 2008 году показали, что подводные каньоны могут играть важную роль в доставке питательных веществ в прибрежные воды северо-запада.
Алфорд и Маккриди провели измерения в каньоне Хуан-де-Фука в апреле 2013 года с помощью прибора, построенного в Лаборатории прикладной физики UW при финансовой поддержке Вашингтонского морского гранта, который измеряет воду вблизи морского дна.
За полтора дня круглосуточных наблюдений им повезло с направлением ветра и зафиксировали сильный поток вверх через каньон.
Вода текла со скоростью 1.3 фута в секунду на глубине 500 футов под поверхностью, и показало, что скорость перемешивания в 1000 раз превышает нормальную скорость для глубокого океана. Данные также показали, что поток управляется гидравлически, то есть он плавно течет по неглубокому гребню недалеко от мыса, а затем образует турбулентную разрушающую волну на другой стороне, смешиваясь с водами намного выше.
Глубокая вода, протекающая через каньон, богата питательными веществами, которые поддерживают рост морских растений, которые затем кормят других морских обитателей. Эти воды также более кислые и содержат меньше кислорода, что способствует улучшению состояния воды в Звуке.
"Расположение этого подоконника было бы отличным местом для рыбалки", — сказал Алфорд. "Люди довольно активно ловят рыбу в каньоне Хуан-де-Фука, и это, наверное, не случайно."
Выявление источника вод Пьюджет-Саунд поможет улучшить компьютерные модели циркуляции в регионе и, в конечном итоге, может помочь прогнозировать кислотность океана, вредоносное цветение водорослей и явления с низким содержанием кислорода.
«Каньоны могут быть важны не только для продуктивности прибрежных районов, но и для того, чтобы смешанная вода также поступала в глубь океана», — сказал Алфорд. «Я смотрю на это как на первый шаг к правильному отображению каньонов в прибрежных моделях и глобальных климатических моделях, потому что я думаю, что потенциально это может быть очень важным источником смешения."
Исследование финансировалось Управлением военно-морских исследований и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований.
Время на корабле на борту Thomas G. Томпсон был предоставлен UW.