Các động vật từ sinh vật phù du đến cá nhỏ tiêu thụ một lượng lớn lượng oxy có sẵn trong đại dương, được đặt tên một cách khéo léo là vùng tối thiểu oxy oxy hàng ngày.
Hàm lượng oxy trong đại dương có thể phải chịu những thăng trầm thường xuyên theo nghĩa đen - nghĩa là, dưới dạng nhiều sinh vật biển ăn gần bề mặt vào ban đêm sau đó chìm vào sự an toàn của vùng nước sâu hơn, tối hơn vào ban ngày .
Nghiên cứu bắt đầu tại Đại học Princeton và gần đây đã báo cáo trên tạp chí Nature Geoscience cho thấy các động vật từ sinh vật phù du đến cá nhỏ tiêu thụ một lượng lớn oxy có sẵn trong đại dương có tên là vùng tối thiểu oxy oxy có tên là hàng ngày. Số lượng lớn các sinh vật tìm nơi ẩn náu trong nước sâu khoảng 200 đến 650 mét (650 đến 2.000 feet) mỗi ngày dẫn đến việc tiêu thụ toàn cầu từ 10 đến 40% oxy có sẵn ở những độ sâu này.
Học tại Atantic Spadefish ở phía đông nam Florida. Tín dụng: Shutterstock / Peter Leahy
Các phát hiện cho thấy một vai trò quan trọng và được đánh giá thấp mà động vật có trong hóa học đại dương trên phạm vi toàn cầu, tác giả đầu tiên là Daniele Bianchi, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học McGill, người bắt đầu dự án với tư cách là nghiên cứu sinh tiến sĩ về khoa học khí quyển và đại dương tại Princeton.
Theo một nghĩa nào đó, nghiên cứu này sẽ thay đổi cách chúng ta nghĩ về quá trình trao đổi chất của đại dương, ông Bian Bianchi nói. Các nhà khoa học đã biết rằng có sự di cư lớn này, nhưng không ai thực sự cố gắng ước tính nó ảnh hưởng đến hóa học của đại dương như thế nào.
Nói chung, các nhà khoa học đã nghĩ rằng vi khuẩn và vi khuẩn chủ yếu tiêu thụ oxy ở đại dương sâu hơn, ông Bian Bianchi nói. Những gì chúng tôi nói ở đây là những động vật di cư vào ban ngày là một nguồn thiếu oxy lớn. Chúng tôi cung cấp tập dữ liệu toàn cầu đầu tiên để nói rằng.
Phần lớn đại dương sâu có thể bổ sung (thường chỉ vừa đủ) lượng oxy tiêu thụ trong những lần di chuyển hàng loạt này, được gọi là di chuyển dọc diel (DVM).
Nhưng sự cân bằng giữa DVM và nguồn cung cấp oxy nước sâu hạn chế có thể dễ dàng bị đảo lộn, Bianchi nói - đặc biệt là do biến đổi khí hậu, được dự đoán sẽ làm giảm thêm lượng oxy trong đại dương. Điều đó có thể có nghĩa là những con vật này sẽ không thể xuống sâu như vậy, khiến chúng phải chịu sự thương xót của những kẻ săn mồi và gây ra những cách hút oxy của chúng trên một vùng đại dương mới.
Hình trên cho thấy độ sâu khác nhau (tính bằng mét) mà động vật di cư đến trong ngày để thoát khỏi kẻ săn mồi. Màu đỏ biểu thị độ sâu nông nhất 200 mét (650 feet) và màu xanh biểu thị độ sâu nhất là 600 mét (2.000 feet). Các số màu đen trên bản đồ biểu thị sự khác biệt (tính bằng mol, được sử dụng để đo hàm lượng hóa học) giữa oxy ở bề mặt và ở độ sâu khoảng 500 mét, đây là thông số tốt nhất để dự đoán độ sâu di chuyển. Tín dụng: Daniele Bianchi
Nếu một loại oxy đại dương thay đổi, thì độ sâu của những cuộc di cư này cũng sẽ thay đổi. Chúng ta có thể mong đợi những thay đổi tiềm năng trong sự tương tác giữa những kẻ lớn hơn và những kẻ nhỏ bé hơn, ông Bian Bianchi nói. Điều gì làm phức tạp câu chuyện này là nếu những con vật này chịu trách nhiệm cho sự suy giảm oxy nói chung, thì sự thay đổi trong thói quen của chúng có thể có phản hồi về mức độ oxy trong các phần khác của đại dương sâu hơn.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một mô hình toàn cầu về độ sâu DVM và sự suy giảm oxy bằng cách khai thác dữ liệu đại dương âm thanh được thu thập bởi 389 hành trình nghiên cứu của Mỹ và Anh từ năm 1990 đến năm 2011. Sử dụng các bài đọc nền do âm thanh của động vật gây ra khi chúng bay lên và hạ xuống, các nhà nghiên cứu xác định thêm hơn 4.000 sự kiện DVM.
Sau đó, họ đã phân tích hóa học các mẫu từ các vị trí sự kiện DVM để tạo ra một mô hình có thể tương quan với độ sâu DVM với sự suy giảm oxy. Với dữ liệu đó, các nhà nghiên cứu kết luận rằng DVM thực sự tăng cường thâm hụt oxy trong vùng tối thiểu oxy.
Bạn có thể nói rằng toàn bộ hệ sinh thái thực hiện việc di chuyển này - rất có thể là nếu nó bơi, nó thực hiện kiểu di chuyển này, ông Bian Bianchi nói. Trước đây, các nhà khoa học có xu hướng bỏ qua phần lớn của hệ sinh thái này khi nghĩ về hóa học đại dương. Chúng tôi đang nói rằng họ khá quan trọng và có thể bỏ qua.
Bianchi đã tiến hành phân tích dữ liệu và phát triển mô hình tại McGill với trợ lý giáo sư khoa học trái đất và hành tinh Eric Galbraith và nghiên cứu sinh tiến sĩ McGill David Carozza. Nghiên cứu ban đầu về dữ liệu âm thanh và phát triển mô hình di cư được thực hiện tại Princeton cùng với K. Allison Smith (xuất bản là KAS Mislan), một nghiên cứu viên sau tiến sĩ trong Chương trình Khoa học Khí quyển và Đại dương, và Charles Stock, một nhà nghiên cứu về Địa vật lý Phòng thí nghiệm Fluid Dynamics do Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia vận hành.
Thông qua Đồng hồ Princeton