W centrum uwagi: Najbardziej produktywne obszary oceanów

January 16, 2019 Naukowcy badają obszary upwellingu u wybrzeży Afryki i Ameryki Południowej

Na wschodnich krańcach Atlantyku i Pacyfiku, ciągły wypór bogatych w składniki odżywcze głębokich wód zapewnia niezwykle wysoką produktywność biologiczną. Jednak to, w jaki sposób te obszary upwelling rozwijają się, gdy systemy wiatrowe zmieniają się z powodu zmian klimatu, a ocean stopniowo się ociepla, jest w dużej mierze niejasne. Trzy wspólne projekty zajmą się tymi kwestiami w ciągu najbliższych trzech lat. Ogólna koordynacja leży po stronie GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel

Chociaż zajmują one zaledwie mniej niż dwa procent powierzchni oceanów, duże przybrzeżne obszary upwellingu na wschodnich krańcach Pacyfiku i Atlantyku należą do najbardziej produktywnych biologicznie obszarów morskich ze wszystkich. Charakteryzują się one nie tylko dużą różnorodnością biologiczną, ale także zapewniają 20 procent światowego rybołówstwa. Dlatego też regiony te mają również ogromne znaczenie dla społeczeństwa i gospodarki sąsiednich krajów, a także dla całego światowego zaopatrzenia w żywność. Ale czy mogą one nadal pełnić tę funkcję, jeśli oceany nadal się ocieplają, stają się bardziej kwaśne, nadal tracą tlen i prawdopodobnie zmieniają systemy wiatrów nad morzem?

Od stycznia 2019 r. Federalne Ministerstwo Badań będzie sponsorować trzy wspólne projekty pod hasłem "Znaczenie zmian klimatu w przybrzeżnych obszarach upwellingu", które będą intensywnie zajmować się przybrzeżnymi obszarami upwellingu na północno-wschodnim i południowo-wschodnim Atlantyku, a także na południowo-wschodnim Pacyfiku. Dwa z tych projektów, a także działania między społecznościami są koordynowane przez GEOMAR. "Celem jest lepsze zrozumienie wrażliwości tych obszarów na zmiany klimatu w celu zidentyfikowania możliwych konsekwencji na wczesnym etapie, " wyjaśnia prof. dr med. Ulf Riebesell, ogólny koordynator głównego tematu.

Wszystkie przybrzeżne obszary upwellingu znajdują się w zasięgu dużych, równoległych do wybrzeża prądów oceanicznych. Na południowo-wschodnim Atlantyku jest to Benguelastrom, na północno-wschodnim Atlantyku Prąd Kanaryjski, a na południowo-wschodnim Pacyfiku Prąd Humboldta. Wiatry handlowe kierują masy wody w stronę równika. Ruch obrotowy Ziemi sprawia, że wody przypowierzchniowe oddalają się od wybrzeża. Powoduje to wyciąganie zimnej, bogatej w składniki odżywcze wody z głębin na powierzchnię, napędzając w ten sposób produkcję biologiczną.

Jeden z dwóch wspólnych projektów koordynowanych przez GEOMAR nosi nazwę REEBUS (rola wirów dla pompy węglowej w przybrzeżnych obszarach upwellingu). " Opiera się on na obserwacji, że wiry oceaniczne odgrywają kluczową rolę w fizycznych, biogeochemicznych i biologicznych właściwościach przybrzeżnych obszarów upwellingu," wyjaśnia koordynator REEBUS prof. dr med. Arne Körtzinger z GEOMAR. Naukowcy chcą lepiej zrozumieć kręgi dzięki nowatorskiemu, wielowarstwowemu podejściu do obserwacji i przy pomocy modeli procesów.

Zespół REEBUS może polegać na pracach przygotowawczych prowadzonych przez Kiel Collaborative Research Center 754. "Na szczęście, dzięki Ocean Science Center Mindelo na Wyspach Zielonego Przylądka, mamy nowoczesną bazę do planowanych prac terenowych w obszarze przybrzeżnego upwellingu u wybrzeży Afryki Zachodniej, " podkreśla Körtzinger. Centralnym punktem są trzy wyprawy badawcze prowadzone przez GEOMAR w 2019 i 2020 r.

Drugi wspólny projekt CUSCO (Coastal Upwelling System in a Changing Ocean) koordynowany przez GEOMAR koncentruje się przede wszystkim na obszarze upwellingu u wybrzeży Peru w Prądzie Humboldta. "Chociaż jest to najbardziej produktywny ze wszystkich przybrzeżnych obszarów upwellingu, nie jest do końca jasne, w jaki sposób produktywność biologiczna jest związana z intensywnością wyporu. Chcemy lepiej zrozumieć, jak ten wysoce produktywny ekosystem reaguje, gdy zmienia się wypiętrzenie spowodowane zmianami klimatu" - mówi profesor Riebesell, który również koordynuje CUSCO.

CUSCO opiera się głównie na wyprawie z niemieckim statkiem badawczym "MARIA S. MERIAN", która jest prowadzona od grudnia 2018 r. u wybrzeży Peru. Kolejnym ważnym elementem jest eksperyment z pilotażową instalacją KOSMOS w Kilonii od lutego do kwietnia 2020 r. na wodach przybrzeżnych Peru. Ponadto prowadzone są symulacje komputerowe w różnych skalach, od specjalnie dostosowanych modeli ekosystemów po regionalne symulacje procesów fizycznych i biogeochemicznych.

Wraz z REEBUS i CUSCO rozpoczyna się koordynowany przez prof. dr med. Heide Schulz-Vogt z Instytutu Badań Morza Bałtyckiego im. Leibniza w Warnemünde (IOW) projekt EVAR, który koncentruje się przede wszystkim na badaniach w systemie wypornościowym rzeki Benguela.