A tudósok új térképet készítettek az óceán oxigénhiányos vizeiről

207
Óceánok oxigénhiányos területei
Óceánok oxigénhiányos területei

A tudósok elkészítették a világ óceánjaiban található oxigénhiányos zónák (ODZ) háromdimenziós atlaszát. Miért is számít ez? Ezek a zónák az óceán teljes térfogatának kevesebb mint 1%-át teszik ki, de jelentős dinitrogén-oxid – üvegházhatású gáz-forrást jelentenek. A tudósok azt remélik, hogy a térkép segítségével nyomon követhetik az ODZ-k változásait, és előre jelezhetik az éghajlatváltozással kapcsolatos változásokat.

Az óceánokban szinte mindenhol nyüzsög az élet. Kivéve bizonyos helyeket, ahol az oxigénszint természetesen csökken, és a vizek a legtöbb aerob szervezet számára élhetetlenné válnak. Ezek az elhagyatott medencék „oxigénhiányos zónák” vagy ODZ-k
És bár az óceán teljes térfogatának kevesebb mint 1%-át teszik ki, jelentős dinitrogén-oxid-forrást jelentenek, amely egy erős üvegházhatású gáz. Határuk a halászat és a tengeri ökoszisztémák kiterjedését is korlátozhatja.

Az MIT tudósai most elkészítették a világ legnagyobb ODZ-inek legrészletesebb, háromdimenziós „atlaszát”. 
Az új atlasz nagy felbontású térképeket biztosít a Csendes-óceán trópusi térségének két fő, oxigénhiányos víztestéről. 
Ezek a térképek feltárják az egyes ODZ-k térfogatát, kiterjedését és változó mélységét. Valamint olyan finom méretű jellemzőket, mint például az oxigéndús víz szalagjai, amelyek behatolnak az egyébként kimerült zónákba.


Hogyan készítették el a 3D atlaszt

A csapat egy új módszerrel dolgozott fel több mint 40 évnyi óceáni adatot, amely közel 15 millió mérést tartalmazott. Ezeket számos kutatókörút útján a Csendes-óceán trópusi térségében telepített autonóm robotok végeztek.
Az összegyűjtött adatokat a kutatók ezt követően elemezték: különböző mélységekben oxigénhiányos zónák térképét hozták létre, hasonlóan a háromdimenziós szkennelés számos szeletéhez.

Ezekből a térképekből a kutatók a korábbianál pontosabban megbecsülték a két fő ODZ össztérfogatát a trópusi csendes-óceáni térségben.
Az első zóna, amely Dél-Amerika partjaitól nyúlik ki, körülbelül 600 000 köbkilométeres – nagyjából annyi vízmennyiséget takar, amely 240 milliárd olimpiai méretű medencét töltene meg. A második zóna, Közép-Amerika partjainál nagyjából háromszor nagyobb.

 „Általában várható, hogy az óceánok oxigént veszítenek, ahogy az éghajlat melegszik. De a helyzet bonyolultabb a trópusokon, ahol nagy oxigénhiányos zónák vannak” – mondja Jarek Kwiecinski, aki Andrew Babbinnal, a MIT Föld-, Légkör- és Bolygótudományi Tanszékének Cecil és Ida Green karrierfejlesztő professzorával együtt fejlesztette ki az atlaszt. . „Fontos, hogy részletes térképet készítsünk ezekről a zónákról, hogy legyen összehasonlítási pontunk a jövőbeni változtatásokhoz.”

Az oxigénhiányos zónák felkutatása

Az oxigénhiányos zónák az óceán nagy régiói, amelyek természetes módon fordulnak elő. Annak következtében, hogy a tengeri mikrobák felfalják a süllyedő fitoplanktont és a környező összes rendelkezésre álló oxigént

Ezek a zónák történetesen olyan régiókban fekszenek, amelyekből hiányoznak az áthaladó óceáni áramlatok, amelyek normális esetben oxigéndús vízzel töltenék fel a régiókat

Ennek eredményeként az ODZ-k viszonylag állandó, oxigénszegény vizek helyszínei, és az óceán közepén. Nagyjából 35-1000 méteres mélységben létezhetnek a felszín alatt. Bizonyos szempontból az óceánok átlagosan körülbelül 4000 méter mélyek.

Az elmúlt 40 év során kutatói körutak tárták fel ezeket az óceán régiókat oly módon, hogy különféle mélységbe ejtettek palackokat, és felszállították a tengervizet, amelyből a tudósok oxigént mérnek.

Ahelyett, hogy a palackminták méréseire hagyatkoztak volna, a kutató csapat a palackok külsejére erősített  robotplatformokkal integrált érzékelők adatait vizsgálta. Ezek képesek megváltoztatni a felhajtóerőt a víz különböző mélységekben történő mérésére. 

Ezek az érzékelők különféle jeleket mérnek. Beleértve az elektromos áramok változásait vagy a fényérzékeny festék által kibocsátott fény intenzitását, hogy megbecsüljék a vízben oldott oxigén mennyiségét.

Az egyetlen különálló mélységet képviselő tengervíz-mintákkal ellentétben az érzékelők folyamatosan rögzítik a jeleket, amint azok a vízoszlopon keresztül leereszkednek.

A tudósok megpróbálták ezeket az érzékelőadatokat felhasználni az ODZ-k oxigénkoncentrációinak valódi értékének becslésére. Hihetetlenül bonyolultnak találták ezeket a jeleket pontosan átalakítani. Különösen a nullához közelítő koncentrációknál.

Az óceán oxigénellátásának megértése és szabályozása

A kutató csapat azzal érvelt, hogy ha a szenzorok állandó, változatlan oxigénértéket mutatnak az óceán egy folytonos, függőleges szakaszán, függetlenül a valódi értéktől, akkor az valószínűleg annak a jele lenne, hogy az oxigén elérte a mélypontot, és a szakasz része. oxigénhiányos zónáról.

A kutatók közel 15 millió szenzoros mérést gyűjtöttek össze 40 év alatt. Különböző kutatóhajók és robotúszók által. F eltérképezték azokat a régiókat, ahol az oxigén nem változott a mélységgel.

„Most láthatjuk, hogyan változik az anoxikus víz eloszlása  Csendes-óceáni térségben három dimenzióban” – mondja Babbin.

A csapat feltérképezte a trópusi Csendes-óceán két nagy ODZ határait, térfogatát és alakját, az egyik az északi, a másik a déli féltekén. Finom részleteket is láthattak az egyes zónákon belül. Például az oxigénszegény vizek „vastagabbak”, vagy koncentráltabbak a közepe felé, és úgy tűnik, hogy az egyes zónák széle felé elvékonyodnak.

„Láthattunk réseket is, ahol úgy tűnik, nagy falatokat szedtek ki az anoxikus vizekből sekély mélységben” – mondja Babbin. “Van valamilyen mechanizmus, amely oxigént juttat ebbe a régióba, ami a körülötte lévő vízhez képest oxigénnel gazdagítja.”

https://open.spotify.com/embed/episode/04Y7dadcogiivwGPVJWJ6n?utm_source=generator A trópusi Csendes-óceán oxigénhiányos övezeteinek ilyen megfigyelései részletesebbek, mint amit eddig mértek.

„Az, hogy ezeknek az ODZ-k határai hogyan alakulnak, és meddig terjednek, korábban nem volt megoldható” – mondja Babbin. “Most már jobb elképzelésünk van arról, hogy a két zóna hogyan viszonyul egymáshoz a területi kiterjedés és a mélység tekintetében.”

„Ez egy vázlatot ad arról, hogy mi történhet” – mondja Kwiecinski. “Sokkal többet lehet tenni ezzel az adatgyűjtéssel, hogy megértsük, hogyan szabályozzák az óceán oxigénellátását.”

Ezt a kutatást részben a Simons Alapítvány támogatja.