https://frosthead.com

Kako tesnila za zbiranje podatkov pomagajo znanstvenikom pri merjenju taline Antarktike

Brice Loose vam lahko natančno pove, kako se počuti slon pečat: krznena napihljiva squishy igrača, ki ni tako težka kot košarka. Lahko vam pove, kako velike klobase doživljajo ne tako prijetno letno "katastrofalno taljenje", v katerem se zdi, da se dobesedno razpadajo, ko odlepijo svojo rjavo dlakavo kožo, da bi lahko ustvarile prostor za novo krzno. Lahko vam celo pove, kako diši smrad iz slona.

Sorodne vsebine

  • Pečati so mali pomočniki znanstvenikov za zbiranje oceanskih podatkov

"Vstopite tja in vse smrdi kot poo, vendar se lotevate posla, " se spominja Loose, oceanograf, ki prvič na zahodni Antarktiki v bližini ledenika Pine Island, označuje tjulnje, najhitreje seči ledenik na svetu. V zadnjih 15 letih se je ledenik redčil s hitrostjo več kot en meter na leto, pri čemer je območje Velike Britanije odpravilo dve tretjini.

Leta 2014 je bil Loose del ekipe za pomoč pri slogu (Mirounga leonina) in tesnilom Weddell (Leptonychotes weddellii) za študijo. Kljub temu tjulnji niso bili predmet študije - bili so njegovi raziskovalni sodelavci. Loose je pomagal pri opremljanju sposobnih potapljačev s sledilci, tako da so lahko na velikih globinah zbirali podatke o temperaturi in slanosti Amundsenovega morja, kar bi zagotovilo namige o mehanizmu hitrega taljenja ledu na Antarktiki. Raziskava je bila objavljena v Geophysical Research Letters maja 2018.

Trenutno znanstveniki teoretizirajo, da je taljenje Antarktike delno posledica toplejšega, slanejšega toka pod ledom, imenovanega "cirkularna globoka voda". Te vode, ki so prisotne na globinah 400 metrov, se pripeljejo na površje in ližejo spodnjo stran ledenih ploskev, jih tali in omogoča dvig morske gladine.

"V Pine Island Bayu je to še posebej pomembno, " pravi Helen Mallett, glavna avtorica študije in podiplomska raziskovalka na Univerzi v vzhodni Angliji v Združenem kraljestvu. "V krožnici globoka voda tam topi nestabilni, hitro redči ledenik Pine Island, ki posledično izčrpa ranljiv in masiven zahodni Antarktični ledeni list." Če se ves nestabilen led na zahodni Antarktiki stopi, bi se morska gladina lahko dvignila do 10, 5 čevljev globalno.

Znanstveniki vedo, da tok toka obstaja v Amundsenovem morju, vendar morajo vedeti več. Za popolno sliko morajo znanstveniki odgovoriti na nekaj osnovnih vprašanj: Kje natančno so tople vode? Kako debela je plast tople vode? Kako se spreminja od zime do poletja?

Za to so se obrnili na ogromno morskih sesalcev z velikimi očmi pasjih psov.

Raziskovalci namestijo Weddell tesnila s puhami, preden pritrdijo pokrivala za zbiranje podatkov. Raziskovalci namestijo Weddell tesnila s puhami, preden pritrdijo pokrivala za zbiranje podatkov. (Lars Boehme)

Tjulnji so znani po svojih impresivnih potapljaških spretnostih, nekatere vrste pa so se pri globini do 2000 čevljev spuščale tudi v globine 2000 metrov. Zaradi teh znanj so bili popolni partnerji za zbiranje temperaturnih podatkov na morskem dnu. Raziskovalci v tej regiji niso zbrali nobenih zimskih podatkov, ker so razmere za ljudi preostre.

"Lahko smo videli, da se tjulnji potapljajo na teh skrajnih globinah in gredo na te velike razdalje, " pravi Mike Fedak, biolog iz tjulnjev z univerze St. Andrews v Veliki Britaniji, ki že 39 let označuje živali. "Te živali gredo tja, kjer ne moremo."

Toda najprej so morali opremiti tesnila. Označevanje tjulnjev ni Mallettovo strokovno znanje, zato je sodelovala s Fedakom in njegovimi kolegi v raziskovalni enoti Sea Mammal v St. Andrewsu. Skupina se je s finančnimi sredstvi raziskovalnega programa za zaščito ledene ploskve na področju naravnega okolja napotila na ledeniško območje Pine Island, da bi februarja 2014 začela označevati.

Pod Fedakovim vodstvom je ekipa najprej zdahnila tesnila od daleč, nato pa se jim približala, dokler niso le nekaj metrov od živali. Nato so eno sedirali tako, da so izpustili puško, napolnjeno s skupnim sedativom mesojedcev, in dvignili 2-tonsko tesnilo, da so izmerili njegovo velikost in težo.

Raziskovalci so odstranili odvečne dlake okoli čela pečata, jih naložili na epoksidno lepilo in namestili zapisnik za prenos podatkov o prevodnosti in temperaturi, globinski satelitski releji - senzor s štrlečimi antenami, tako da je videti, kot da ima pečat rog. Raziskovalci so upali, da bo naprava ostala do naslednjega leta, ko jo bo tesnilo odstranilo med letnim taljenjem. Do tedaj bi tjulnji plavali naokoli, kar je videti kot improviziran enodorski kostum.

Skupaj sta Fedak in posadka označila sedem slonovskih tjulnjev, ki so jih našli na suhih plažah blizu Pine Islanda. Dva tedna pozneje sta se spet odločila, da bosta označila sedem dodatnih Weddell-ovih tjulnjev, ki so ledeni v nasprotju s sloni, ki se nahajajo na plaži. Medtem ko se tjulnji slonov kot potapljanje v odprti vodi, Weddellovi tjulnji potapljajo pred ledeniki in so znani po svoji zmožnosti približevanja dnu oceanskega dna.

weddell # 1-wr.jpg Raziskovalci ohranjajo mirnost tjulnjev po sedanju. (Brice ohlapno)

Označevanje Weddell-ovih tjulnjev se je precej razlikovalo od označevanja slonskih tjulnjev. V veliko bolj blestečih razmerah kot na plaži zaljubljenih slonih tjulnjev, je posadka sama našla en pečat na plavajoči ledeni plošči. Tiskarji Weddell so že končali s taljenjem, zato je bil prizor veliko bolj čist. Krzno Weddell-ovih tjulnjev je bilo videti kot čudovit patchwork, črtasto s špricami sive na temno srebrni koži. Snežni plašči tjulnjev so bili videti skoraj svetleči.

Fedak in posadka se je za tjulnjem potegnila v svetlo rdeči, 7000-tonski ladji, ki je tresla po tleh - ne ravno subtilno. Fedak je rekel, če bi bil tjulnjak, bi se najbrž lotil vode in pobegnil iz meteža. Toda tega pečata ni. Zakaj ne? Tiskarji Weddell nimajo kopenskih plenilcev, saj sta njegova dva glavna plenilca leopardski tjulnji in kiti morilci. Tudi če se pečat počuti ogrožen na kopnem, bo okleval, preden vstopi v vodo tam, kjer je znana grožnja.

"Zagotovo obstaja nekaj posebnega v interakciji z živalmi, ki se tesno zaprejo, " pravi Loose. "Slonski tjulnji so bili bolj odporni, toda tesni Weddell so bili tako ljubeznivi."

V približno devetih mesecih, ko so senzorji odpadli, so na tem območju Amundsenovega morja sloni in Weddellovi tjulnji zbrali več podatkov o poletnem in zimskem oceanu, kot so jih imeli raziskovalci doslej. Tjunji so zajeli podatke o 11.307 potopih, od tega 6.704 koristnih podatkov o temperaturi. Nasprotno pa so prejšnje meritve z ladij v zadnjih dveh desetletjih dale le okoli 1000 podatkovnih nizov.

Študija je pokazala, da je bila plast toplejše krožnopolarne globoke vode pozimi debelejša in je zato vsebovala več toplote in soli kot v poletnih mesecih. To kaže na to, da lahko cirkularna globoka voda pozimi topi več ledu kot poleti. Mallett pravi, da je to zanimivo, saj je v nasprotju s tistim, kar so raziskovalci videli zahodno od Amundsenovega morja.

"Ko smo opazili te sezonske spremembe, lahko pogledamo v fizične mehanizme, kako topla voda potuje na tem območju, " pravi Yoshi Nakayama, oceanograf iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon, ki ni bil vključen v raziskavo. "Razumeti moramo procese in prvi korak je imeti podatke."

Slon pečat slon, pripravljen, da globine za podatke. Slon pečat slon, pripravljen, da globine za podatke. (Michael Fedak)

Seveda obstajajo tveganja za uporabo te neortodoksne strategije. Nekoč so Loosa in še nekaj drugih vlekli ne popolnoma sedirani slonski tjulnji, ki so se poskušali prebiti za vodo. Fedak je zavpil, in možje so lahko preusmerili pečat, kar se je sčasoma umirilo, ko je sedativ brcnil. Kljub temu, da je pečat že sediran, mora biti posadka pozorna, saj jih obkrožajo popolnoma budni, burni tjulnji.

V zgodnjih 2000-ih se je ideja o uporabi morskih sesalcev kot oceanskih opazovalcev zdela smešna. Fedak se spominja, da je na konferenci v začetku 2000-ih prvič predstavil idejo skupini oceanografov. Pravkar je bil uspešen pri pritrditvi podobnih temperaturnih senzorjev na beluga kite - "s tesnili je veliko lažje delati kot s kiti beluga, lahko vam zagotovim, " pravi, - vendar oceanografi niso bili prepričani.

"Smejali so se mi, ko sem prvič predlagal oceanografsko srečanje v Londonu, " pravi Fedak. "Poskušal sem jih prodati z uporabo tjulnjev s kapuco v Severnem Atlantiku, da bi razumel obnašanje zalivskega toka, in dajali so drage boje, da bi ga izmerili ... Samo dobesedno so se smejali."

Ne smejo se več smejati. Ta študija je prvič uporabila tjulnje za zbiranje podatkov v tej regiji Južnega oceana, vendar so mnogi drugi začeli uporabljati tjulnje za zbiranje podatkov o oceanu - pa tudi kitov in ork. Skupina mednarodnih raziskovalcev je celo ustvarila sistem odprte baze podatkov, ki deli podatke, pridobljene na živalih o oceanih, imenovane morski sesalci, ki raziskujejo ocean oceana do pola. Baza podatkov vsebuje več kot 500, 00 prosto dostopnih oceanskih podatkov, ki jih zbirajo morski sesalci. "To so bile sanje, da bi dobili te podatke v roke mnogih ljudi, " je dejal Fedak.

Fedak bo še naprej dodajal v bazo in označeval kosmate sesalce za zbiranje podatkov za oceanografsko skupnost še vrsto let. Z drugimi besedami, njegova usoda je precej zapečatena.

Kako tesnila za zbiranje podatkov pomagajo znanstvenikom pri merjenju taline Antarktike