Massive Ocean Eddies Rør opp livet rundt Deep Sea Ventilasjon


Giant swirling masser av sjøvann kjent som mesoscale eddies streife omkring verdens hav. Pisket opp av overflatevindene og omgitt av Coriolis-effekten (produsert av jordens rotasjon), kan eddier vokse til flere hundre kilometer i diameter og er kjent for å transportere varme, kjemikalier og biologi gjennom havets grunne dyp.

Giant swirling masser av sjøvann kjent som mesoscale eddies streife omkring verdens hav. Pisket opp av overflatevindene og omgitt av Coriolis-effekten (produsert av jordens rotasjon), kan eddier vokse til flere hundre kilometer i diameter og er kjent for å transportere varme, kjemikalier og biologi gjennom havets grunne dyp. En ny studie publisert 29. april i Science tyder på at eddier kan ha en dypere rekkevidde enn tidligere antatt, noe som bidrar til å forme noen av de fjerneste økosystemene på jord-dyphavshydrotermiske ventiler.
Hydrotermiske vents forekommer ved sjøkanten, hvor splitter ny sjøflate dukker opp fra den dype dypen av mantelen. Temperaturene ved disse ventilasjonene kan topp 400 grader Celsius og tykke plumer av jern og svovel skyer det permanent tonehøye vannet. Men livet virker selv hvor solen ikke skinner. I nærheten av disse ventilasjonene, hvor temperaturen svinger på en koselig 30 grader Celsius, omdannes tykke matter av kjemosyntetiske bakterier til væskekjemikalier til energi, og i sin tur støtter kolonier av gigantiske rørmasker, store senger av blåskjell og en rekke krepsdyr.
"Det er så nært som jeg antar at en annen verden vil se ut, " sier Diane Adams som jobbet på denne studien som en biologisk oceanograf ved Woods Hole Oceanographic Institution. (Hun er nå på National Institutes of Health.) Det er ikke Kansas der nede, men den nye undersøkelsen antyder at kraftige dyphavscykloner - det hvirvlende underbellies av eddies-fei gjennom disse samfunnene på sesongbasert basis, og transporterer venteprodukter til langt -off vann. Ved å korrelere fluxen av kjemiske sedimenter og organismer med passering av eddier, sier forskere at de har identifisert en ny mekanisme hvor ventilprodukter transporteres over hele verden.
De store avstandene som skiller hydrotermiske ventiler, gjør dem lik isolerte økosystemer, sier Adams. Likevel er det tegn på høy genstrøm blant ventilasjonene. Dyphavsnegler, som snegler og blåskjell, har blitt funnet hundrevis av kilometer fra sine opprinnelige ventilasjoner. Disse skapningene er mest mobile i løpet av deres frittflytende larvalstadium, men bare hvordan livet krysser lange strekninger av kalde, mørke hav fra en ventilasjons-oase til en annen, har ikke blitt godt forstått.
For å studere bevegelsen av ventilasjonsprodukter etablerte forskerne sedimentfeller og nåværende målere nær de hydrotermiske ventilasjonene langs østlige Stillehavet Rise, en havkanten som ligger ca 800 kilometer utenfor Mexicos sørkyst og en kilometer og en halv under havnivå. I løpet av en periode på fem måneder fra desember 2004 til april 2005 samlet fangene prøver av sedimenter og larver mens meterene registrerte dybhavs nåværende hastigheter. Gjennom gjennomgang av dataene oppdaget forskerne en dramatisk nedgang i larver og sedimenter i mars og april som korresponderte med en periode med uvanlig sterke strømmer. Med hastigheter på 15 centimeter per sekund var disse strømmene to til tre ganger normen, og de var stadig skiftende retninger.
Intrigued, forskerne sjekket satellitt observasjoner for store hydrodynamiske hendelser i den perioden som kan utgjøre uregelmessige strømmer. De fant flere, inkludert en dybde på 375 kilometer, som krysset studieplassen fra februar til mars 2005, like før de sterke dypstrømmene og faller ned i sedimenter og larver. En datasimulering av eddiene produserte lignende dyphavsstrømmer, noe som gir støtte til korrelasjonen mellom de to observasjonene.
"Basert på dataene de har, selv om det er tilfeldig, er det en fin historie, " sier Richard Thomson, en fysisk oceanograf ved Fisheries and Oceans Canada, som ikke var involvert i studien. Thomson hevder at atmosfæriske krefter er velkjente for å påvirke bevegelsen i det dype hav, men at den viktigste nye ideen her er at overflategenererte eddier kan være en transportmekanisme for ventilasjonsprodukter. "Disse eddiene har en tendens til å ha noen integritet, de fanger opp materiale i dem og bærer den ut i det dype hav, " sier han. Flere data er nødvendig for å bekrefte sammenhengen mellom eddier og transport av ventilasjonsprodukter, sier Thomson, men han anerkjenner også de ekstraordinære ressursene som kreves for å samle langsgående data om dyphavsfenomener.
Eddiene som passerer over Øst-Stillehavet Rise er generert av vestvindene som kommer gjennom fjellpass i Mellom-Amerika. Omtrent to til tre eddier krysser oppgangen hvert år, for det meste om vinteren og våren. Eddier distribueres globalt, med forskjellige styrker og størrelser, og noen kan vare i flere måneder. Noen former for ustabilitet i Gulf Stream, mens andre ser ut til å øke i styrke og frekvens i El Niño år. Dermed kan eddier låne sesongmessige og til og med klimaskala komponenter til det generelt værløse dype hav. "Det dype hav er ikke avskåret fra det som skjer i det øvre hav, de er koblet, " sier Thomson.
Selv om larver blir båret av disse strømmene, er det ingen garanti for at de vil finne veien til en annen ventilator i tide. Den nåværende studien har ikke vist at larven kan overleve reisen gjennom kaldt, næringsfattig vann, sier Adams. Spesiell kjemi og høytrykksdyktighet er vanskelig å replikere på terra firma, så flertallet av dybhavsarter har ikke blitt dyrket i laboratorier, og mye er ukjent om deres livssykluser. En røretormsart som har blitt dyrket, har et larvstadium på ca 38 dager, sier Adams, som kan være en omtrentlig grense for hvor lenge de kan vare i drift. "Det neste spørsmålet er hvor går de?" Thomson sier, "Og hvordan har de det, hvordan overlever de?"

Når det kommer til fotosyntese, utfører planter kvantumberegningOceanic Dead Zones Fortsett å spreAstronautene tar første biter av salat vokst i rommetSoaring City SlickersVil fornyet interessen for kjernefysisk kraft gjenopplive uranindustrien?Hva er neste for NASAs nye astronautklasse?Gå FjerdeTopp Sci / Tech Gaver 2003