Ze znalezionymi temperaturami poniżej 20 stopni Celsjusza i lód morski o grubości ponad metra, arktyczna zima stanowi wyzwanie dla badaczy pragnących zebrać najbardziej podstawowe dane oceanograficzne, takie jak przewodność, temperatura i gęstość wody. W obliczu tych ekstremalnych warunków naukowcy przystosowali się, korzystając z nieoczekiwanych sojuszników: fok.
Od 1999 roku odkryli to badacze tacy jak Guy Williams, który regularnie żegluje w tych regionach uszczelki Są cennym źródłem danych oceanograficznych. Wyposażając je w urządzenia mikro-CTD, ułatwiono pionową i głęboką eksplorację oceanów, umożliwiając pomiary struktury wody i inne dane, które w innym przypadku byłyby prawie niemożliwe do uchwycenia w tak ekstremalnych warunkach.
Rola fok w gromadzeniu danych
Foki stały się kluczowymi sojusznikami badaczy ze względu na ich zdolność do swobodnego pływania pod lodem tam, gdzie nie docierają tradycyjne instrumenty. Urządzenia Micro-CTD zaprojektowane przez Uniwersytet w St. Andrews umożliwiają fokom gromadzenie danych podczas przemierzania różnych warstw wody. Urządzenia te, ważące zaledwie kilkaset gramów, mocowane są do głów fok za pomocą specjalnej żywicy i pozostają przytwierdzone przez około rok. Wyposażone w czujniki CTD (przewodności, temperatury i głębokości) urządzenia zbierają i przesyłają dane co cztery sekundy, wysyłając część informacji drogą satelitarną, gdy uszczelki wypłyną na powierzchnię.
Ta genialna metoda nie tylko dostarcza szczegółowych informacji o środowisku morskim pod lodem, ale także umożliwia badaczom monitorowanie ruchy pionowe fok, dostarczając w czasie rzeczywistym cennych danych na temat prądów oceanicznych, cyrkulacji wody i lokalizacji składników odżywczych.
Kluczowe odkrycia na Oceanie Południowym
Międzynarodowy zespół kierowany przez Williamsa przeanalizował dane zebrane przez słonie morskie w latach 2011–2013 we wschodnim regionie Antarktydy. Dane wykazały obecność masy zimnej wody które odgrywają ważną rolę w krążeniu rozpuszczone gazy i składniki odżywcze po oceanach świata. Dane te podkreśliły również znaczenie szelfów lodowych w regulacji globalnych prądów oceanicznych, ostrzegając, że ich topnienie może spowolnić te prądy i zmienić rozkład składników odżywczych.
Dane pokazały również, że zimą prądy powierzchniowe, które wcześniej uważano za spokojne ze względu na pokrywę lodową, są bardziej aktywne, niż wcześniej sądzono. Dzieje się tak na skutek wpływu wirów oceanicznych i wiatru, które zwiększają mieszanie się wody i przyspieszają transport ciepła, węgla i innych kluczowych związków pomiędzy powierzchnią a dnem oceanu. Odkrycia te są kluczowe dla lepszego zrozumienia skutków prądy oceaniczne w zmianach klimatycznych.
Globalny wpływ na cyrkulację oceaniczną
Jednym z najważniejszych odkryć był wpływ topnienia szelfów lodowych na powstawanie gęstej wody, która jest kluczem do powstania głębokich prądów oceanicznych. czysta woda powstające w wyniku topnienia lodu zakłócają produkcję tych gęstych, zimnych wód, co może spowolnić globalną cyrkulację oceaniczną. Proces ten, tzw Kołysanie Atlantyku, ma kluczowe znaczenie dla regulacji klimatu na całym świecie, a każda zmiana w jego funkcjonowaniu może mieć katastrofalne skutki dla globalnego klimatu.
Dzięki technologii satelitarnej i urządzeniom przymocowanym do fok naukowcom udało się to uzyskać niespotykane dotąd pomiary, obserwując, jak fronty i wiry oceaniczne transportują ciepło z najgłębszych warstw oceanu na powierzchnię i odwrotnie. Pionowy transport ciepła jest procesem niezbędnym do absorpcji ciepła przez oceany, co z kolei łagodzi skutki globalnego ocieplenia.
Pomimo postępu foki nie są w stanie rozwiązać wszystkich problemów. Chociaż pomagają zidentyfikować kluczowe wzorce prądów oceanicznych, nie mogą pływać pod szelfami lodowymi, ograniczając dostęp do niektórych kluczowych obszarów do badania Antarktydy. Jednakże w dalszym ciągu dostarczają kluczowych danych pozwalających na lepsze zrozumienie zmian klimatycznych.
Współpraca badaczy z całego świata z tymi ssakami morskimi była niezbędna do gromadzenia danych na obszarach niedostępnych tradycyjnymi środkami. Pomiary te służą nie tylko lepszemu zrozumieniu ekosystemu morskiego, ale także przewidywaniu, jak mogą zmienić się globalne prądy oceaniczne w przyszłości.
Ponieważ planeta stale się ociepla, konieczne jest kontynuowanie badań tych krytycznych obszarów. Uszczelki wraz z postępem technologicznym jak np szybowce i najnowocześniejsze czujniki okazały się nieocenionym źródłem wiedzy o oceanografii. Zebrane dane są niezbędne nie tylko do zrozumienia interakcji między klimatem a oceanami, ale także do przewidzenia, jak będzie to miało wpływ na całą planetę w nadchodzących dziesięcioleciach.