Undersøisk topografi genererer hot spots for blanding af havet

Ved hjælp af undervandsrobotter i farvandet omkring Antarktis, forskere ved Caltech har vist, at skæringspunktet mellem stærke strømme og hældningen af ​​landmasser, der stiger fra havbunden, yder et væsentligt bidrag til blandingen af ​​forskellige farvande i det sydlige hav. En undersøgelse af forskningen blev offentliggjort online i tidsskriftet Naturgeovidenskab den 30. oktober.

For at forstå havbundens vigtige rolle i blanding af havvand, forestil dig en væske i en blender. Blanding af væsken sker ikke jævnt i blenderen; hellere, væsken blander hurtigere tættere på de roterende blade i bunden, end den gør øverst. Alligevel, vingenes styrke og hastighed bestemmer, i hvilken grad materiale blandes i hele beholderen.

Tilsvarende i havet, globale vandegenskaber kan afhænge af meget lokaliserede blandingsprocesser. Forskere er interesserede i at forstå, hvor og hvordan denne blanding sker, som det styrer havets store cirkulation og dets evne til at opsamle kuldioxid. (Havet lagrer atmosfærisk kuldioxid ved at absorbere det i overfladevandene og derefter, skubber den ind i det dybe hav med en hastighed, der styres af havblanding. Kulstoffet forbliver i det dybe hav i hundreder til tusinder af år, før det vender tilbage til overfladen igen.)

"De fleste globale havobservationer opnår målinger i det åbne hav eller i de øverste lag af vandet, mens vores forskning viser, at vigtige blandingsprocesser kan forekomme i det dybe hav i tynde lag over skrånende topografi, "siger seniorforfatter Andrew Thompson, professor i miljøvidenskab og teknik ved Caltech.

Thompson og hans kolleger indsatte to autonome undervandsdroner, eller "svævefly, "i en periode på otte måneder i løbet af halvandet år i det sydlige ocean, som omkranser Antarktis. Holdet koncentrerede sig om regionen omkring Drake Passage, den 1, 000 kilometer brede vandveje mellem Antarktis og Sydamerika.

Svæveflyene kunne nå 1 dybder, 000 meter - næsten skrabe bunden til tider. De bærer instrumenter til måling af temperatur, saltindhold, mængden af ​​forskellige næringsstoffer som nitrogen og jern, og andre variabler. Når svæveflyene kommer til overfladen, de videresender disse data regelmæssigt til Thompson og hans kolleger. På denne måde, de var i stand til at dokumentere stærk blanding, der forekommer i tynde lag i farvandet nær "kanterne" af kystlinjen, hvor havstrømme gnider mod Antarktis stigende kontinentale masse.

"Der er stigende beviser for, at topografi spiller en større rolle i oceanografisk blanding, end vi tidligere havde mistanke om, "siger hovedforfatter Xiaozhou Ruan, en Caltech -kandidatstuderende. "Selvom dette grænseområde repræsenterer en lille brøkdel af havet, samspillet mellem vand og kontinental topografi spiller en overdimensioneret rolle i blandingen. "

Sådan blanding er blevet forudsagt af højopløselige havcirkulationsmodeller, men det er første gang, det er blevet observeret direkte over en periode på mange måneder. Dokumentation af disse fysiske processer og forbedring af vores forståelse af, hvor og hvordan de opstår, kan forbedre vores evne til at simulere ændringer i havcirkulationen og i Jordens klima i fortiden og i fremtiden, Siger Thompson og hans kolleger.

Næste, teamet planlægger at indsende flere svævefly i Bellingshausenhavet, beliggende vest for den antarktiske halvø, hvor havprocesser bidrager til de høje smeltehastigheder på de flydende antarktiske ishylder, der støtter det vestantarktiske islag.

Undersøgelsen har titlen "Bidrag til topografisk genereret submesoskala turbulens til det sydlige havs velt."