Vào tuần 4 tháng 7 này, Hoa KỳNhững người đi biển đang di chuyển đến các khu nghỉ mát và công viên bên bờ biển để ăn mừng với pháo hoa ngày lễ. Trên khắp đường chân trời và dặm ra biển về phía bắc, riêng mùa xuân và mùa hè nghi lễ Đại Tây Dương đang diễn ra: các nở của không biết bao nhiêu sinh vật phù du thực vật nhỏ li ti, hoặc thực vật phù du.
Trong những gì mà Keith gọi là Bắc Đại Tây Dương, một số lượng lớn thực vật phù du đã bùng nổ màu sắc, lần đầu tiên là cây xanh lá cây và sau đó làm trắng trên biển khi một loài đi theo loài khác.
Hình ảnh của NASA lịch sự Norman Kuring, Nhóm Màu Đại Dương tại Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard của NASA
Trong kết quả nghiên cứu được công bố trong tuần này, tạp chí Science của tạp chí Science, các nhà khoa học báo cáo bằng chứng về những gì kích hoạt sự nở rộ khổng lồ này.
Các xoáy nước, hay phù du, xoáy trên bề mặt của thực vật phù du Bắc Đại Tây Dương trong vùng biển nông, nơi chúng có thể nhận được nhiều ánh sáng mặt trời để thúc đẩy sự phát triển của chúng, giữ cho chúng không bị đẩy xuống bởi bề mặt gồ ghề của đại dương.
Kết quả là sự bùng nổ của màu sắc mùa xuân và mùa hè trên đỉnh các vùng biển Đại dương.
Sự nở hoa của Bắc Đại Tây Dương quan trọng như thế nào và vượt ra ngoài đối với chu trình carbon toàn cầu?
Giống như những khu rừng, những bông hoa mùa xuân nở rộ trong đại dương hấp thụ lượng carbon dioxide khổng lồ, thải ra oxy thông qua quá trình quang hợp.
Sự tăng trưởng của chúng góp phần vào sự hấp thụ carbon dioxide trong đại dương, chiếm khoảng một phần ba lượng carbon dioxide mà con người đưa vào không khí mỗi năm thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch.
Bắc Đại Tây Dương rất quan trọng đối với quá trình này; nó có trách nhiệm với hơn 20% lượng carbon dioxide hấp thụ trên đại dương.
Một câu hỏi khoa học quan trọng là làm thế nào máy bơm sinh học của người Hồi giáo này cho carbon có thể thay đổi trong tương lai khi khí hậu Trái đất phát triển.
Nhà khoa học biển Craig Lee hoàn thành việc lắp ráp một tàu lượn dưới nước.
Tín dụng hình ảnh: Đại học Washington
Vào mùa đông, gió mạnh tạo ra sự pha trộn đẩy thực vật phù du xuống vùng nước sâu hơn, cướp đi ánh sáng mặt trời nhưng lại hút chất dinh dưỡng từ độ sâu. Khi mùa đông chuyển sang mùa xuân, ngày dài hơn và sinh vật phù du tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nhiều hơn, thúc đẩy sự phát triển của chúng.
Amala Mahadevan, một nhà hải dương học tại Viện Hải dương học Woods Hole ở Massachusetts và là tác giả chính của bài báo Khoa học cho biết, sự nở hoa của chúng tôi cho thấy sự nở hoa bắt đầu qua các sắc lệnh, ngay cả trước khi mặt trời bắt đầu làm ấm đại dương.
Đồng tác giả của bài báo là Eric D hèAsaro và Craig Lee của Đại học Washington và Mary Jane Perry của Đại học Maine.
Quỹ khoa học quốc gia (NSF) đã tài trợ cho nghiên cứu.
Don Mỗi học sinh tham gia khóa học hải dương học giới thiệu đều học về ý nghĩa sinh thái và khí hậu của Bắc Đại Tây Dương cũng như nguyên nhân của nó, ông nói, Don Rice, giám đốc chương trình của Khoa Khoa học Đại dương NSF, nơi tài trợ cho nghiên cứu. Nghiên cứu này nhắc nhở chúng ta rằng, khi nói đến đại dương, những điều chúng ta nghĩ rằng chúng ta biết có một số bất ngờ lớn.
Cơ chế mới được phát hiện giúp giải thích thời điểm nở hoa của mùa xuân và mùa hè, được biết đến bởi các thủy thủ và ngư dân trong nhiều thế kỷ và có thể thấy rõ trong các hình ảnh vệ tinh.
Nó cũng cung cấp một cái nhìn mới về lý do tại sao sự nở hoa có vẻ ngoài loang lổ: nó được định hình bởi các sắc lệnh mà về bản chất, điều phối sự hình thành của nó.
Làm cho khám phá là không dễ dàng. Voi làm việc ở Bắc Đại Tây Dương là một thách thức, anh chàng Perry nói, nhưng chúng tôi đã có thể theo dõi một mảng nước biển ngoài khơi Iceland và theo dõi quá trình nở hoa theo cách mà trước đó đã được thực hiện.
Công việc tại hiện trường của chúng tôi đã được thiết lập với phao, tàu lượn và tàu nghiên cứu, tất cả đều làm việc chặt chẽ với nhau. Họ đã ở cùng một khu vực, vì vậy chúng tôi có thể ghép lại một bức tranh gắn kết của sự nở rộ.
Hiển thị rõ ràng chống lại biển động: nhà khoa học Eric D hèAsaro với những chiếc phao robot do anh phát triển.
Tín dụng hình ảnh: Craig Lee
Các nhà khoa học tập trung vào thực vật phù du được gọi là tảo cát. Diatoms sống trong nhà kính Tường tường làm bằng silica. “Khi điều kiện là đúng, nở hoa tảo cát trải rộng trên hàng trăm dặm của đại dương”, Lee nói, “mang thức ăn duy trì sự sống của mình ở vùng đôi khi cằn cỗi.”
Vào tháng 4 năm 2008, Lee, Perry và D hèAsaro đã đến một vùng Bắc Đại Tây Dương bị bão đánh sập trên tàu nghiên cứu Iceland Bjarni Saemundsson.
Họ đã cho ra mắt những robot được thiết kế đặc biệt ở vùng biển gồ ghề. Một chiếc phao lơ lửng bên dưới bề mặt nước cũng được triển khai. Nó đi theo chuyển động của đại dương, di chuyển xung quanh, nói DàmAsaro, Cam giống như một thực vật phù du khổng lồ.
Lẩn khuất bên cạnh chiếc phao là những chiếc tàu lượn hình giọt nước dài sáu feet, lao xuống độ sâu tới 1.000 mét. Sau mỗi lần lặn, các tàu lượn, làm việc ở các khu vực cách phao từ 20 đến 50 km, nổi lên mặt nước, hướng ăng-ten lên trời và truyền dữ liệu lưu trữ của chúng trở lại bờ.
Phao và tàu lượn đã đo nhiệt độ, độ mặn và vận tốc của nước, và thu thập thông tin về hóa học và sinh học của sự nở hoa oxy oxy, nitrat và chữ ký quang học của thực vật phù du.
Các nhà khoa học trên hai con tàu, tàu nghiên cứu do Woods Hole điều hành Knorr và Iceland, Bjarni Saemundsson, đã đến thăm khu vực này bốn lần.
Ngay sau khi các phép đo từ phao và tàu lượn bắt đầu đi vào, các nhà khoa học thấy rằng sự nở hoa đã bắt đầu, mặc dù điều kiện vẫn trông giống như mùa đông.
Nhà hải dương học Amala Mahadevan với một người mẫu thể hiện vai trò của các sắc lệnh trong sự nở rộ.
Tín dụng hình ảnh: WHOI
Rõ ràng là một số cơ chế mới, ngoài sự nóng lên bề mặt, đứng đằng sau sự khởi đầu nở rộ của Lọ,
Để tìm câu trả lời, các nhà nghiên cứu cần mô hình máy tính tinh vi.
Enter Mahadevan, người sau đó đã sử dụng các mô hình máy tính ba chiều để xem thông tin được thu thập trên biển bởi Perry, DiênAsaro và Lee.
Cô đã tạo ra các sắc thái trong một mô hình, sử dụng sự thay đổi nhiệt độ từ bắc xuống nam trong đại dương. Mô hình cho thấy rằng không có phù hiệu, sự nở hoa đã xảy ra vài tuần sau đó và didn có cấu trúc không gian và thời gian thực sự quan sát được ở Bắc Đại Tây Dương.
Trong nghiên cứu trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng sẽ đưa North Atlantic Bloom trở thành một con lừa rộng hơn. Họ tin rằng có thể học được nhiều thứ bằng cách theo dõi quá trình tiến hóa nở rộ trong suốt cả năm, đặc biệt là với tàu lượn và phao được trang bị cảm biến mới. Các cảm biến sẽ nhìn vào động vật phù du gặm cỏ trên một thực vật phù du smorgasbord.
Những dữ liệu này có thể được tích hợp, theo các nhà hải dương học, thành các mô hình sẽ cung cấp một câu chuyện hoàn chỉnh hơn.
Những gì chúng tôi học hỏi về các sắc lệnh là họ là một phần quan trọng của cuộc sống trong đại dương, Perry nói Perry. Họ định hình hệ sinh thái đại dương theo vô số cách.
Eddies và thực vật phù du, các nhà nghiên cứu tin rằng, là trung tâm của chu trình carbon của đại dương, mà không có khí hậu trên Trái đất sẽ trông rất khác nhau.
Dọ Chúng tôi hình dung bằng cách sử dụng tàu lượn và phao để thực hiện các phép đo và mô hình của ngành vật lý, hóa học và sinh học đại dương, cho biết, DiênAsaro, đã vượt qua các vùng rộng lớn của đại dương thế giới.
Và điều đó, theo Lee, sẽ khơi dậy một sự hiểu biết mới về biển, tất cả từ những sinh vật phù du nhỏ bé mà mỗi mùa xuân và mùa hè nở rộ bởi hàng triệu triệu người.
Tái xuất bản với sự cho phép của Quỹ khoa học quốc gia.