Dlaczego Zatoka Świętego Wawrzyńca traci tlen?

Nowe badanie łączy szybką deoksygenację w Zatoce Świętego Wawrzyńca z dwoma potężnymi prądami: Prądem Zatokowym i Prądem Labradorskim.

Szeroka, bogata biologicznie droga wodna we wschodniej Kanadzie, która odprowadza wodę z Wielkich Jezior Ameryki Północnej i jest popularna wśród łodzi rybackich, wielorybów i turystów, straciła tlen szybciej niż niemal gdziekolwiek indziej na globalnych oceanach.

Artykuł, który pojawia się w Zmiany klimatyczne naturawyjaśnia, w jaki sposób zmiany klimatyczne na dużą skalę powodują już spadek poziomu tlenu w głębszych partiach tego szlaku wodnego.

„Obszar na południe od Nowej Fundlandii jest jednym z najlepiej próbkowanych regionów oceanicznych” – mówi pierwsza autorka, Mariona Claret, pracownik naukowy Wspólnego Instytutu Badań Atmosfery i Oceanu przy Uniwersytecie Waszyngtońskim. „Jest to również bardzo interesujący obszar, ponieważ znajduje się na skrzyżowaniu, gdzie oddziałują dwa duże prądy o większej skali”.

W pobliżu niedotlenienia

Kanadyjska agencja rybołówstwa śledzi wzrost zasolenia i temperatury w regionie St. Lawrence od 1920 r. Monitoruje tlen dopiero od 1960 r., a tendencja spadkowa budzi niepokój.


wewnętrzna grafika subskrypcji


„Obserwacje w samej wewnętrznej Zatoce Świętego Wawrzyńca pokazują dramatyczny spadek tlenu, który osiąga warunki niedotlenienia, co oznacza, że ​​nie może w pełni wspierać życia morskiego” – mówi Claret.

Zaobserwowano, że spadki tlenu wpływają na wilczaka atlantyckiego, mówi Claret, a także zagrażają dorszowi atlantyckiemu, krabom śnieżnym i halibutowi grenlandzkiemu, które żyją w głębinach.

Dlaczego Zatoka Świętego Wawrzyńca traci tlen?Prąd Zatokowy i Prąd Labradorski rozdzielają się w pobliżu Kanału Laurentian, głębokiego kanału w Zatoce Świętego Wawrzyńca, który zasila oba prądy. Z kolei Prąd Zatokowy jest wrażliwy na zmiany w Atlantyckim Południowym Obiegu Zawrócenia. (Źródło: Mariona Claret/U. Washington)

„Spadek tlenu w tym regionie został już zgłoszony, ale to, czego wcześniej nie zbadano, było podstawową przyczyną” – mówi Claret, który wykonywał tę pracę na Uniwersytecie McGill.

Odkrycia potwierdzają niedawne badania pokazujące, że wraz ze wzrostem poziomu dwutlenku węgla w ciągu ostatniego stulecia z powodu emisji człowieka, Prąd Zatokowy przesunął się na północ, a Prąd Labradorski osłabł. Nowy artykuł stwierdza, że ​​powoduje to, że więcej ciepłej, słonej i ubogiej w tlen wody z Golfsztromu wpływa do Wody Św. Wawrzyńca.

Ogromna symulacja

Badacze wykorzystali dane wyjściowe z modelu Geophysical Fluid Dynamics Laboratory National Oceanic and Atmospheric Administration, modelu komputerowego o wysokiej rozdzielczości, który symuluje oceany na świecie z punktem danych co 8 kilometrów (5 mil). Przeprowadzenie symulacji zajęło dziewięć miesięcy przy użyciu 10,000 XNUMX węzłów obliczeniowych — ogromnych, nawet jak na standardy globalnych modeli klimatycznych.

Dzięki tej precyzji zaczynają pojawiać się wiry i szczegóły linii brzegowej, które mogą wpływać na cyrkulację oceaniczną. Wyniki modelowe w połączeniu z obserwacjami historycznymi pokazują, że wraz ze wzrostem poziomu dwutlenku węgla woda z Prądu Zatokowego zastępuje wodę z Morza Labradorskiego w głębszych partiach Zatoki Świętego Wawrzyńca.

Burze na Morzu Labradorskim wzburzyły wody, które niesie Prąd Labradorski, więc powietrze zaabsorbowane na powierzchni miesza się daleko pod powierzchnią. Prąd Zatokowy jest jednak bardziej rozwarstwiony w stabilnych warstwach poziomych; górna warstwa zawiera tlen z powietrza powyżej, ale życie morskie pochłonęło tlen z niższych warstw.

Co dalej jest nieznane

Co więcej, cieplejszy Prąd Zatokowy jest równie gęsty na większej głębokości, więc głębsze, bardziej pozbawione tlenu warstwy Prądu Zatokowego podążają tą samą ścieżką gęstości, co bogate w tlen wody przypowierzchniowe z Prądu Labradorskiego.

„Zmianę tlenu na wybrzeżu wiążemy ze zmianą prądów na dużą skalę na otwartym oceanie” – mówi Claret.

W modelu zmiana w wielkoskalowej cyrkulacji oceanicznej powodująca ocieplenie i odtlenienie w Zatoce Świętego Wawrzyńca koresponduje również ze spadkiem Atlantyckiej Cyrkulacji Południkowej, wzorca cyrkulacji oceanicznej, o którym wiadomo, że silnie wpływa na klimat półkuli północnej.

„Możliwość potencjalnego powiązania zmian na wybrzeżu z Atlantyckim południkowym obiegiem wywrócenia jest bardzo ekscytująca” – mówi Claret.

Analiza pokazuje, że połowa spadku tlenu obserwowanego głęboko w rzece Świętego Wawrzyńca jest spowodowana tylko cieplejszą wodą, która nie może pomieścić tyle tlenu. Druga połowa jest prawdopodobnie spowodowana innymi czynnikami, takimi jak aktywność biologiczna w dwóch prądach i wewnątrz kanału.

Nie wiadomo, co będzie dalej, mówi Claret. Jak mówi, poziom tlenu w St. Lawrence będzie zależał od znacznie większych pytań, takich jak ilość dwutlenku węgla wyemitowana przez człowieka do atmosfery w nadchodzących dziesięcioleciach i reakcja na prądy oceaniczne na dużą skalę.

Prace sfinansowała Europejska Rada ds. Badań Naukowych, hiszpańskie Ministerstwo Gospodarki i Konkurencyjności, Kanadyjska Fundacja na rzecz Innowacji oraz NOAA. Dodatkowi współautorzy pochodzą z Uniwersytetu Autonomicznego w Barcelonie; Uniwersytet Rhode Island; Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles; Uniwersytet Dalhousie w Nowej Szkocji; Rybołówstwo i Oceany Kanada; oraz Laboratorium Geofizycznej Dynamiki Płynów NOAA.

Źródło: uniwersytet Waszyngtoński

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon