• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy badają wpływ zmian klimatu na kaskady ciężkiej wody Oceanu Arktycznego

    05.10.2010. 17:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Zmiany klimatu dają o sobie znać we wszystkich zakątkach planety zarówno nad, jak i pod powierzchnią Ziemi. Jednym z obszarów najbardziej wrażliwych na zmiany temperatury jest Arktyka, a naukowcy mają nadzieję pogłębić wiedzę na temat jak najlepszego sposobu ochrony tego regionu. Jeden z zespołów prowadzący prace w tym zakresie wykorzystuje środki unijne na badanie powiązania zjawiska kaskad ciężkiej wody w tym obszarze i zmian klimatu w regionie na zachód od archipelagu Svalbard położonym między Norwegią a biegunem północnym.

    Badania te zostały w części sfinansowane z projektu HERMIONE (Badania gorących punktów w ekosystemach i wpływ człowieka na morza europejskie), który otrzymał 8 mln EUR z tematu "Środowisko" Siódmego Programu Ramowego UE. Zespół pracuje pod kierunkiem Uniwersytetu w Barcelonie (UB) w Hiszpanii i ma nadzieję poszerzyć wiedzę o sposobie funkcjonowania ekosystemów głębinowych, ustalić sposób w jaki przyczyniają się one do wytwarzania towarów i usług oraz określić wpływ działalności człowieka na dno oceanu.

    Chłodzące lub odparowujące wody powierzchniowe tworzą kaskady ciężkiej wody, które często przenoszą materię i energię na dno morza, skutecznie zaopatrując obszary znajdujące się głęboko pod powierzchnią oceanu w tlen i składniki pokarmowe. Kiedy wody powierzchniowe nie ulegają dostatecznemu schłodzeniu z powodu czynników środowiskowych, takich jak globalne ocieplenie, proces przenoszenia może ustać, co z kolei wpłynie na równowagę ekosystemów głębinowych.

    "Tysiące metrów pod powierzchnią mechanizm kaskad jest już odporniejszy na narastający wpływ zmian klimatu" - mówi naczelny autor, Miquel Canals, kierownik Grupy Geonauk Morskich UB.

    Ocean Arktyczny jest jednym z najlepszych obszarów do badania zjawiska kaskad. Zespół płynący na pokładzie statku badawczego RV Jan Mayen, którego operatorem jest Uniwersytet w Troms? w Norwegii, zainstalował szereg najnowocześniejszych przyrządów na dnie morskim, aby rejestrować dane o kaskadach ciężkiej wody i ocenić ich wpływ na ekosystem morski i obszary głębinowe.

    "Naszym celem jest poznanie dynamiki kaskad na polarnych szerokościach geograficznych i zbadanie zmian środowiskowych, które to zjawisko może wywoływać na dnie oceanu" - wyjaśnia Anna S?nchez-Vidal, naukowiec z Wydziału Stratygrafii, Paleontologii i Geonauk Morskich UB. "Aby pozyskać dane zainstalowaliśmy cztery liny cumownicze z miernikami prądów oraz osadniki na głębokości 1.000, 1.250, 1.500 i 2.000 metrów" - dodaje.

    Dane oceanograficzne i geochemiczne będą rejestrowane w regularnych odstępach. Zostaną zebrane latem przyszłego roku.

    "Dane zapewnią nam serie pomiarów obrazujących właściwości mas wody (prędkość i kierunek prądu, temperaturę, zasolenie, zmętnienie itd.) o różnych porach oraz profil transportu osadów" - podkreśla dr S?nchez-Vidal. Testy na mikroorganizmach uzupełnią dane, zwłaszcza zważywszy na fakt, że są kluczowymi wskaźnikami zmian środowiskowych w ekosystemach głębinowych.

    Wprawdzie to basen Morza Śródziemnego cieszył się dotąd popularnością jako stanowisko do badań naukowych nad zjawiskiem kaskad, niemniej Arktyka oferuje naukowcom zróżnicowane zestawy warunków. "Powierzchnia Oceanu Arktycznego jest podzielona na część, która pozostaje zamarznięta w ciągu roku i drugą, znacznie większą część, która zamarza zimą, co przekłada się na różne schematy kaskad" - wyjaśnia dr Antoni Calafat, geolog również z Wydziału Stratygrafii, Paleontologii i Geonauk Morskich UB.

    "Lód jest dobrym izolatorem cieplnym. Ponadto w Arktyce występują również niezamarzające duże miejsca w lodzie polarnym - obszary otwartej wody otoczone powierzchniowym lodem - gdzie wiatr schładza powierzchniowe masy wody i przyspiesza tworzenie się ciężkiej wody" - dodaje.

    "Niemniej ten proces jest uzależniony od warunków sezonowych i może zmieniać się z roku na rok. Relief dna oceanicznego jest również inny w Arktyce niż w basenie Morza Śródziemnego, a proces kaskadowości może pociągnąć duże ilości materii organicznej do głębszych obszarów."

    Wypowiadając się na temat wpływu reliefu dna oceanicznego na dynamikę prądów w czasie kaskadowania, Ruth Duran z UB stwierdziła: "Parametry morfologiczne archipelagu Svalbard są bardzo odmienne od parametrów basenu Morza Śródziemnego. Wiemy, że morfologia, tak jak w przypadku Cap de Creus, determinuje intensywność i kierunek prądów w Morzu Śródziemnym. Zatem w czasie ekspedycji opracowaliśmy szczegółowe mapy dna oceanu w badanym obszarze - obejmującym około 2.600 kilometrów kwadratowych - który nie był wcześniej w pełni naniesiony na mapy, co umożliwiło nam określenie precyzyjnych lokalizacji instalacji lin cumowniczych."

    Swój wkład w badania wnieśli naukowcy z Francji, Hiszpanii, Norwegii i Włoch.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Obszar bezodpływowy – obszar nienależący do zlewiska żadnego oceanu, tzn. taki, z którego wody powierzchniowe nie spływają do morza lub bezpośrednio do oceanu. Do obszarów bezodpływowych zalicza się więc zlewiska jezior bezodpływowych (np. Morza Kaspijskiego, Martwego czy Jeziora Aralskiego), a także dorzecza rzek kończących swój bieg w mokradłach (np. bagna Okawango) lub wysychających (uedy). Rozległe obszary bezodpływowe znajdują się na pustyniach (np. Sahara, Gobi, Kalahari), gdzie w ogóle brak jest stałej sieci rzecznej. Wody zaskórne, zwane też wodami wierzchówki, prawidłowa nazwa: wody przypowierzchniowe – wody podziemne, znajdujące się bardzo płytko pod powierzchnią gruntu. Wody te cechują się zmiennością temperatury i z reguły są zanieczyszczone. Z tego względu nie nadają się do celów spożywczych. Wody zaskórne powstają pod wpływem zmian temperatury i opadów atmosferycznych. Wody te są niezbędne do życia roślin. Butelka Nansena – przyrząd do badania wód morskich na dużych głębokościach. Ma postać metalowego walca przesuwanego na stalowej linie w głąb oceanu. Na dowolnej głębokości może być otwierana, aby pobrać próbkę wody do późniejszej analizy. Wykonuje też pomiar temperatury wody.

    Prąd powierzchniowy – jest bezpośrednio związany z ruchem wiatru, który dzięki swojej sile przesuwa masy wody. Na kierunek poruszania się prądu bardzo duże znaczenie ma siła Coriolisa, która odchyla kierunek cząsteczek wody o ok. 45°, a faktyczny kierunek wody jest wypadkową tych dwóch sił. Jako że woda w oceanach ułożona jest warstwowo, kolejne warstwy znajdujące się poniżej poziomu wody zaczynają się również poruszać wskutek siły tarcia. W coraz niższych warstwach siła ta jest coraz mniejsza i coraz bardziej odchylona od kierunku wiatru. Na głębokości zwanej głębokością Ekmana woda płynie w kierunku przeciwnym do kierunku wiatru, a jej prędkość spada do 0,043 prędkości wiatru na powierzchni. Zlewisko – obszar lądowy, z którego wszystkie wody powierzchniowe i podziemne spływają do jednego morza, oceanu bądź też innego zbiornika wodnego. Inaczej: zbiór dorzeczy.

    Stan wody jest to wzniesienie zwierciadła wody w cieku ponad umowny poziom odniesienia (co nie jest równoznaczne z głębokością cieku). Należy rozróżnić pojęcia stan wody i poziom wody. Są to te same wielkości fizyczne, jednak podawane względem różnych odniesień. Poziomy terenu liczymy od przyjętego poziomu morza, dlatego wysokość na której znajdują się obiekty na Ziemi wyrażamy w metrach nad poziomem morza. W Polsce sieć wodowskazowa odniesiona jest obecnie do poziomu morza w Kronsztadzie w Rosji. Dym arktyczny – płytka warstwa mgły adwekcyjnej, tworzona, gdy ciepła woda paruje z powierzchni otwartych wód (np. oceanu lub morza) do zimnego powietrza, tam przekracza stan nasycenia i ulega natychmiastowej kondensacji. Obserwując zjawisko, mamy wrażenie parowania wody z powierzchni oceanu. (Proces zachodzi tak samo jak chociażby parowanie wody w czajniku).

    Północnoatlantyckie wody głębinowe (ang. North Atlantic Deep Water, NADW) – masa wody o dużej gęstości, powstająca po zwiększeniu zasolenia i ochłodzeniu wód Prądu Północnoatlantyckiego i ulegająca w strefie arktycznej downwellingowi („zatapianiu”). NADW spływa w dół tworząc powrotne prądy oceaniczne – głębinowy i przydenny, płynące w kierunku Oceanu Południowego. Downwelling jest jedną z sił napędowych cyrkulacji termohalinowej – globalnego obiegu wód oceanicznych, przenoszących ciepło i sole mineralne. Od jego intensywności zależą warunki meteorologiczne w Europie (zob. Oscylacja Północnoatlantycka); jako element pętli cyrkulacji globalnej wpływa na zmiany klimatu Ziemi. Bezpieczeństwo wodne – pojęcie określające zdolność danej populacji do zapewnienia sobie dostępu do źródeł wody pitnej. Zapewnienie bezpieczeństwa wodnego jest narastającym problemem gdyż mają na niego wpływ takie czynniki jak przyrost naturalny, susze, zmiany klimatu, zjawiska El Niño i La Niña, coraz większe zanieczyszczenie istniejących źródeł wody, zbędne zużycie wody przez przemysł i nadmierne zużywanie wód gruntowych i artezyjskich. Poziom bezpieczeństwa wodnego ulega drastycznej redukcji w wielu krajach świata zjawisko to określa się z języka angielskiego jako „water stres”.

    Grenlandia – największa wyspa na świecie, leżąca w północnej części Oceanu Atlantyckiego. Obecnie pod względem politycznym Grenlandia stanowi autonomiczne terytorium Danii. Większość obszaru wyspy pokrywa lądolód, klimat wyspy jest nieprzyjazny, polarny. Powierzchnia przekraczająca 2 mln km² czyni ją trzykrotnie większą od drugiej co do wielkości wyspy – Nowej Gwinei. Grenlandia od wschodu i południa oblewana jest przez Atlantyk, a od północy przez wody Oceanu Arktycznego. Od zachodu wyspę oblewają wody Morza Baffina. Większa część wyspy leży za kołem polarnym. Grenlandia została odkryta przez wikingów w IX w.

    Ściśliwość wody morskiej - zdolność wody morskiej do zmian obiętości właściwej pod wpływem zmian wywieranego na nią ciśnienia. Miarą tej ściśliwości jest współczynnik ściśliwości wody morskiej, zależny od temperatury, zasolenia i ciśnienia w wodzie.

    Wody powierzchniowe – wody występujące na powierzchni ziemi, łatwe do bezpośredniego ujęcia (czerpania). Dzielimy je na: Refleks słońca (ścieżka słońca) na wodzie jest zjawiskiem odbicia słońca od powierzchni wody, w szczególności od powierzchni morza lub oceanu, obserwowanym z dużej wysokości nad oceanem. Poza obszarami refleksu woda jest widziana na zdjęciach jako ciemny obszar.

    Mar Menor (pol. Mniejsze Morze) to laguna płytkiej i bardzo słonej laguny odcięta od Morza Śródziemnego mierzeją La Manga w południowo-wschodniej Hiszpanii w regionie Murcji. Mar Menor zajmuje powierzchnię 170 km². Długość linii brzegowej 73 km. Woda jest tu ciepła i płytka, w najgłębszych miejscach sięga do 7 m głębokości. Ze względu na łagodnie wiejący tutaj wiatr, który stwarza dogodne warunki do uprawiania sportów wodnych zwłaszcza windsurfingu. Po drugiej stronie mierzei, już na otwartym morzu, znajduje się wiele skalistych wysepek pochodzenia wulkanicznego. Występuje tutaj stosunkowo duże zasolenie wody 42 - 47 ‰, zaś w przypadku Morza Śródziemnego to zasolenie wynosi ok. 36 - 37 ‰. Ze względu na odmienne warunki środowiska przyrodniczego w odróżnieniu od Morza Śródziemnego flora i fauna znacznie się różni występują tu m.in.: Płaszczoobrosłe, Dorady, Mugil cefal, ryby z rodziny Epinephelinae, Mątwy oraz Flamingi.

    Dodano: 05.10.2010. 17:37  


    Najnowsze