Forskere afdækker mysterium ved havniveau

Midten af ​​Jordens oceaner er fyldt med enorme systemer af roterende strømme kendt som subtropiske gyrer. Disse regioner indtager 40% af Jordens overflade og er længe blevet betragtet som bemærkelsesværdigt stabile biologiske ørkener, med lille variation i kemisk makeup eller de næringsstoffer, der er nødvendige for at opretholde livet.

Imidlertid, der eksisterer en mærkelig anomali i det nordlige Stillehavs subtropiske Gyre -økosystem, der har undret forskere i årevis. I denne region, der indtager Stillehavet mellem Kina og USA, kemien ændrer sig med jævne mellemrum. Der er en særlig bemærkelsesværdig svingning i niveauerne af fosfor og jern, som påvirker den samlede næringssammensætning og i sidste ende påvirker den biologiske produktivitet.

I en ny undersøgelse offentliggjort i Procedurer fra National Academy of Sciences , en gruppe forskere afdækkede årsagen bag disse variationer i det nordlige Stillehavs subtropiske Gyre -økosystem. Gruppen omfatter Matthew Church, en mikrobiel økolog ved University of Montana's Flathead Lake Biological Station, samt Oregon State Universitys Ricardo Letelier og University of Hawaii's David Karl, blandt andre.

"Variationer i havklima ser ud til at regulere jernforsyningen, ændring af planktontyperne, der vokser i disse farvande, som i sidste ende styrer havets næringsstofkoncentrationer, "Kirken sagde." Mit laboratorium har arbejdet med spørgsmål i forbindelse med planktons rolle i at kontrollere tilgængeligheden af ​​havnæringsstoffer i mange år, og denne undersøgelse placerer meget af det arbejde i kontekst. Som følge af vedvarende, langsigtede observationer, vores arbejde bekræfter, hvor tæt koblet planktonbiologien er til tilførsel af næringsstoffer, især jern, leveret fra atmosfæren. "

Ved hjælp af tre årtiers observationsdata fra Station ALOHA, et seks kilometer langt område i Stillehavet nord for Hawaii dedikeret til oceanografisk forskning, teamet opdagede, at det periodiske skift i jernniveauet skyldes jernindtag fra asiatisk støv, redegøre for de kemiske variationer og tilvejebringe varierende mængder næringsstoffer for at opretholde livet.

Nøglen til variansen er Pacific Decadal Oscillation, et hav-atmosfære forhold, der varierer mellem svage og stærke faser af atmosfæretryk i det nordøstlige Stillehav.

I år hvor lavtrykket svækkes i det nordøstlige Stillehav, vinde fra Asien bliver stærkere og bevæger sig i en mere sydlig retning. Dette bringer mere støv fra det asiatiske kontinent, "befrugtning" af havet omkring Station ALOHA. Når trykket styrkes, det modsatte sker.

Tilførslen af ​​næringsstoffer er en grundlæggende regulator for havets produktivitet, og fosfor og jern er nøglekomponenter for livet. Typisk, havets øvre vandsøjle befrugtes af næringsrigt vand, der blandes op fra dybet. Dette er en vanskelig proces i det nordlige Stillehavs subtropiske Gyre -økosystem, fordi vandene er meget lagdelt, og der rent faktisk sker lidt blanding.

Når stærke asiatiske vinde indbringer betydelige mængder jern, organismer får lov til at vokse og bruge fosfor i de øverste lag af havet. Når asiatiske vinde svækkes og jernindtaget reduceres, organismer er tvunget til at vende tilbage til et dybt vandblandende næringsstoftilførselssystem. Dette skaber den periodiske ebbe og strøm af jern- og fosforindhold i det nordlige Stillehav.

Church sagde, at resultaterne fra denne undersøgelse understreger det kritiske behov for at inkludere variationer i atmosfæren og havcirkulationen, når man forudsiger, hvordan klimaændringer kan påvirke havets økosystemer.

"Det bekræfter igen behovet for at tænke på, hvor tæt forbundet planktonbiologi er med ændringer i klimaet og i sidste ende også ændringer i arealanvendelse, som direkte kan påvirke støvforsyningen til havet, " han sagde.

Når Jordens temperatur fortsætter med at varme, forskere forventer at se langsigtede ændringer i vindmønstre i det nordlige Stillehav. Udviklingen i arealanvendelse og forurening drevet af menneskelig aktivitet i Asien vil også påvirke kilderne og størrelsen af ​​jern og andre næringsstoffer, der føres af vinden over havet.

Yderligere forskning er nødvendig for bedre at forstå, hvordan disse ændringer i sidste ende vil påvirke økosystemer i denne havregion, såvel som andre rundt om i verden.