Исследование, проведенное в рамках Центра совместных исследований SFB 754 «Взаимодействие климата и биогеохимии в тропическом океане», только что было опубликовано в международном журнале Biogeosciences.
Во многих районах тропических океанов не хватает кислорода. В Индийском океане, восточной части Тихого океана и Атлантическом океане у побережья Западной Африки на глубине нескольких сотен метров есть обширные районы с очень низким уровнем кислорода, так называемые зоны кислородного минимума (ОМЗ). Вот уже несколько лет они находятся в центре внимания ученых в Киле.
Используя современные методы измерения, они впервые смогли количественно определить, какие из процессов важны для подачи кислорода в эти области, так называемая вентиляция. До сих пор океанографы предполагали, что растворенный кислород в океане будет медленно проникать из поверхностных слоев на большие глубины в результате крупномасштабных процессов. Колебания пассатов, вызывающих океанические течения, могут, таким образом, напрямую регулировать подачу кислорода. Однако измерения у берегов Западной Африки и к югу от островов Зеленого Мыса теперь показали большое значение процессов турбулентного перемешивания.
В своих исследованиях ученые использовали высокоточные измерения, такие как микроструктурные зонды и измерители профилирующего тока.
Исследование так называемого индикатора, химически инертного вещества, сбрасываемого в океан, подтвердило результаты прямых измерений турбулентности.
Горизонтальное и вертикальное распространение индикатора было определено химическим анализом с высокой степенью точности в течение трех лет.
Оба метода измерения показали, что около трети поступления кислорода в зоны тропического минимума кислорода обеспечивается за счет вертикального турбулентного перемешивания. «Нас удивил относительно высокий вклад турбулентности в кислородный бюджет», — говорит проф. Доктор. Мартин Висбек, один из инициаторов эксперимента. «Кроме того, благодаря улучшенным методам измерения и точности, мы открыли здесь новые горизонты», — продолжил Висбек.
Первый автор Dr. Тим Фишер, который — в рамках своей докторской диссертации — смог значительно улучшить настройки параметров и оценку судовых измерений профиля течения для определения турбулентности в океане с движущегося корабля, добавляет: «Таким образом, по сравнению с длительные измерения микроструктуры зондом, мы можем собрать гораздо больше данных."Соавтор д-р.
Доната Баните из GEOMAR, которая — в рамках своей диссертации — более трех лет работала с данными эксперимента с радиоактивными метками, добавляет: «Я рада, что открыла что-то действительно новое и важное в физической океанографии."
«Поскольку любое расширение районов с дефицитом кислорода может иметь негативные последствия для морской экосистемы, важно определить соответствующие процессы, связанные с этим. Результаты помогут нам лучше понять динамику и изменения в зонах минимума кислорода в океанах », — говорит проф.
Visbeck.
Исходная информация
Динамика зон кислородного минимума является центральной темой Центра совместных исследований (SFB) 745 «Взаимодействие климата и биогеохимии в тропическом океане», который финансируется Немецким исследовательским фондом Университета Кристиана-Альбрехта в Киле и GEOMAR Helmholtz. Центр океанологических исследований Киль.
Зоны кислородного минимума, i.е. зоны, в которых кислород недостаточен или даже полностью отсутствует, присутствуют во всех тропических океанах.
Однако измерения последних лет показывают, что эти зоны расширяются. Одним из последствий является сокращение среды обитания некоторых видов рыб. Но являются ли эти изменения частью естественной вариации или они являются результатом глобальных изменений, вызванных деятельностью человека?? И как далеко распространятся эти зоны с низким содержанием кислорода?
Эти и другие вопросы исследуются исследователями, участвующими в SFB 754.
Кроме того, ученые из Кильского кластера передового опыта «Океан будущего» также исследуют изменения в океанах прошлого, настоящего и будущего с помощью уникального в глобальном масштабе подхода: ученые-морские, геологи и экономисты, врачи, математики, компьютерщики. , юристы, а также специалисты по корпоративным и социальным вопросам объединяют свои знания в одиннадцати междисциплинарных исследовательских группах. Их выводы вносят значительный вклад в концепции устойчивого использования и варианты деятельности для глобального управления океанами. Таким образом, новая исследовательская программа направлена на усиление интеграции знаний.
Цель состоит в том, чтобы базовое понимание океана привело к научно обоснованным прогнозам и сценариям — в тесном диалоге с лицами, принимающими решения, — чтобы внести свой вклад в устойчивое управление океанами.