NOCS: Εκστρατεία για τη διερεύνηση του άνθρακα στο Benguela Upwelling

Φωτογραφία: NOC

Τον Μάιο του 2018 το Royal Research Ship (RRS) Discovery θα ξεκινήσει μια φιλόδοξη επιστημονική αποστολή στο Νότιο Ατλαντικό για να μελετήσει το ρόλο των ζωνών χαμηλού οξυγόνου στην αποθήκευση του ωκεανικού άνθρακα. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας θα συμβάλουν στη βελτίωση της κατανόησης του τρόπου με τον οποίο η βιολογία του ωκεανού συμβάλλει στη μακροπρόθεσμη αποθήκευση άνθρακα στον ωκεανό.

Το Εθνικό Κέντρο Ωκεανογραφίας (NOC) θα οδηγήσει αυτή την αποστολή στην ανατολική περιοχή Benguela του Νότιου Ατλαντικού, όπου το κρύο, πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά νερό ανεβαίνει στην επιφάνεια, παρέχοντας τα τρόφιμα για να τροφοδοτήσει μεγάλες ανθοί μικροσκοπικών θαλάσσιων φυτών, που ονομάζονται φυτοπλαγκτόν.

Η επιστήμη που διεξάγεται σε αυτή την τελευταία εκστρατεία αποτελεί μέρος του έργου COMICS και είναι βασική για τη βελτίωση της κατανόησης του πώς επηρεάζεται το κλίμα από τη ζωή στη ζώνη «λυκόφως». Αυτό είναι το τμήμα του ωκεανού μεταξύ 100 και 1000 μέτρων, όπου το ηλιακό φως είναι ελάχιστα ανιχνεύσιμο. Τα μικρά πλάσματα στη ζώνη λυκόφωτος συλλαμβάνουν και αναστέλλουν το υλικό που βυθίζεται από την επιφάνεια της θάλασσας, οδηγώντας στον άνθρακα σε αυτό το υλικό που αποθηκεύεται στον ωκεανό και όχι στην ατμόσφαιρα.

Είναι επί του παρόντος γνωστό ότι η αποτελεσματικότητα της μεταφοράς άνθρακα από την ατμόσφαιρα μέσω της ζώνης λυκόφωτος είναι το κλειδί για τη ρύθμιση των επιπέδων CO2 στην ατμόσφαιρα. Ωστόσο, οι διαδικασίες που ελέγχουν την αποτελεσματικότητα της βιολογικής αποθήκευσης άνθρακα στους βαθιούς ωκεανούς δεν είναι ευρέως γνωστές, γεγονός που αποτελεί εμπόδιο στην πρόβλεψη του πώς μπορούν να επηρεαστούν από την κλιματική αλλαγή.

Ο επιστήμονας της NOC, Δρ Στέφανι Χένσον, που θα καθοδηγεί αυτή την αποστολή, δήλωσε: "Καθώς το φυτοπλαγκτόν βυθίζεται μέσα από τη ζώνη λυκόφρενου, λουρίζει το νερό του οξυγόνου. Αυτή η περιοχή του Νότιου Ατλαντικού είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα επειδή πιστεύουμε ότι αυτό το χαμηλό περιβάλλον οξυγόνου θα μπορούσε να επηρεάσει την ικανότητα του ωκεανού να αποθηκεύει άνθρακα. Για παράδειγμα, τα ζώα που καταναλώνουν συνήθως το οργανικό υλικό που βυθίζεται μέσα από τη ζώνη λυκόφωτος μπορεί να μην είναι σε θέση να επιβιώσουν σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου.

Ως μέρος της COMICS, διεξάγουμε αποστολές σε περιοχές με πολύ διαφορετικά επίπεδα οξυγόνου, θερμοκρασίας και πληθυσμούς φυτοπλαγκτού για να ανακαλύψουμε πώς αυτές οι ιδιότητες επηρεάζουν τη βύθιση του άνθρακα στη ζώνη λυκόφως.

Μέχρι πέρυσι, φάνηκε ότι τα ζώα που ζούσαν στη ζώνη λυκόφρενου χρειάζονταν έξι φορές περισσότερο άνθρακα για να επιβιώσουν και να αναπτυχθούν από ό, τι τους παρέχονταν. Ωστόσο, μια πρωτοποριακή μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature από επιστήμονες της NOC ήταν σε θέση να εξισορροπήσει τον «προϋπολογισμό άνθρακα» στη ζώνη αυτή και να εξηγήσει έτσι αυτή την ασυμφωνία.

Ο καθηγητής Richard Sanders, κύριος ερευνητής του έργου COMICS, πρόσθεσε: "Αυτή η νέα θεωρία κατέστη δυνατή με την κορυφαία τεχνολογία που αναπτύχθηκε εδώ στο NOC. Οι παγίδες ιζημάτων που χτίσαμε μας έδωσαν τη δυνατότητα να μετρήσουμε τον άνθρακα που βυθίζεται πολύ πιο κοντά στην επιφάνεια από ό, τι ήταν προηγουμένως δυνατό, πράγμα που σημαίνει ότι οι μετρήσεις μας για το πόσο άνθρακες εισέρχονταν στη ζώνη λυκόφως ήταν πιο ακριβείς.

Οι παγίδες ιζημάτων που έχουν αναπτυχθεί από την NOC μετρούν τον όγκο των ιζημάτων που καταβυθίζονται σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Αυτό το ίζημα αναφέρεται συχνά ως «θαλάσσιο χιόνι» επειδή πέφτει απαλά κάτω από τον ωκεανό. Οι παγίδες ιζημάτων θα χρησιμοποιηθούν σε διάφορες περιοχές κατά τη διάρκεια του έργου COMICS, επιτρέποντας στους επιστήμονες να υπολογίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια την ποσότητα άνθρακα που εισέρχεται στο παγκόσμιο σύστημα ωκεανού.

Το έργο COMICS θα συγκρίνει επίσης την ποσότητα άνθρακα που εισέρχεται στο σύστημα με την ποσότητα άνθρακα που καταναλώνεται από βιολογικές διεργασίες εντός της ζώνης λυκόφρενου, μετρώντας το ρυθμό που αναπνέουν τα ζώα, όπως οι μέδουσες και το κριλ.

Μόλις το COMICS καταφέρει να κατανοήσει πώς λειτουργεί η ζώνη λυκόφωτος, θα αναπτυχθεί το πρώτο μοντέλο μεταφοράς άνθρακα στη ζώνη λυκόφωτος με βάση τις άμεσες οικολογικές μετρήσεις. Προηγουμένως, τα μοντέλα βασίστηκαν σε έμμεσες μετρήσεις της οικολογίας, όπως η θερμοκρασία, η οποία δεν μπορεί να εξηγήσει την παρατηρούμενη αποτελεσματικότητα της μεταφοράς άνθρακα μόνη της. Ένα απλό μαθηματικό μοντέλο της ζώνης λυκόφως θα δημιουργηθεί πρώτα και στη συνέχεια θα εφαρμοστεί σε παγκόσμια κλιματικά μοντέλα.

Το έργο COMICS διοικείται από τη NOC και είναι μια συνεργασία μεταξύ της Βρετανικής Ανταρκτικής Έρευνας και των Πανεπιστημίων της Queen Mary London, της Λίβερπουλ, της Οξφόρδης, του Heriot-Watt και του Southampton. Το έργο έχει χρηματοδοτηθεί από το Συμβούλιο Φυσικών Περιβαλλοντικών Ερευνών (NERC).