co je pobřežní Upwelling a proč je to důležité?

napsal: Jenna Quan

Představte si toto: Když vstoupíte dveřmi do velkého sálu Bodega Marine Laboratory, okamžitě vás přivítá nádherný výhled na oceán skleněnými dveřmi po chodbě. Přejdete, abyste získali lepší výhled na vlny narážející do skalnatých útesů v rezervě, otevřete dveře a … pow! Silný poryv větru se okamžitě vrhne, aby vás pozdravil. Tyto silné větry na jaře jsou jedním z nejznámějších rysů Bodega Bay a zbytku pobřeží severní Kalifornie – jsou také hlavním hnacím motorem jevu známého jako pobřežní upwelling.

pobřežní upwelling je proces, při kterém silné větry vyfukují pobřeží kontinentů a ve spojení s rotací Země způsobují, že povrchové vody jsou tlačeny na pobřeží. Voda z hlubin oceánu je pak vytažena nahoru – nebo upwelled-na povrch, aby zaujala své místo. Pobřežní vzestup je úzce spjat s klimatem a ekonomikou Kalifornie; je to příčina mlhavého počasí v regionu, robustní rybolov, a dokonce i chutné víno!

intenzita Upwellingu podél západního pobřeží Severní Ameriky je proměnlivá kvůli rozdílům v environmentálních a oceánografických podmínkách a severní Kalifornie je domovem nejintenzivnějšího upwellu. Kalifornský proud, zapouzdřující Bodega Bay, je jedním z pouhých čtyř hlavních ekosystémů na světě-zajímavé a jedinečné výzkumné příležitosti vytvořené touto vlastností regionu jsou jednou z věcí, díky nimž se Bodega Marine Laboratory stala magnetem pro vědce 50 let.

proč je pobřežní Upwelling důležitý?

takže povrchová voda je tlačena na moři a nahrazena spodní vodou-proč na tom záleží? I když se zpočátku může zdát, že veškerá mořská voda je stejná, voda z hlubin se ve skutečnosti výrazně liší teplotou, obsahem živin a chemickým složením než povrchová voda. Spodní voda má tendenci být chladnější kvůli nedostatku slunečního světla, bohatší na živiny v důsledku rozkladu usazující se organické hmoty a kyselejší a méně okysličená. Když se tato voda dostane na povrch a je vystavena slunečnímu záření, živiny v ní pomáhají pohánět ekosystém poháněný vysokou primární produkcí.

toto zvýšení množství organismů na nejnižší úrovni mořského potravinového webu umožňuje spotřebitelům vyšší v potravinovém webu získat potraviny a energii, které potřebují k prosperitě. To je důvod pro velké populace mořských savců a mořských ptáků, stejně jako bohatý rybolov v této oblasti. Dopad primární produkce na zbytek Společenství je ve skutečnosti nejzřetelněji prokázán v letech, kdy dochází k nárůstu při nízkých rychlostech a vede ke zvýšené úmrtnosti mořských ptáků a dalších špičkových spotřebitelů v důsledku nedostatku potravin v ekosystému.

změna klimatu & upwelling ekosystémy

v Bodega Marine Laboratory se provádí mnoho výzkumů, aby se zjistily účinky, které bude mít změna klimatu na mořské ekosystémy, konkrétně řešení hlavních hrozeb ve formě zvýšené teploty vody a okyselování oceánů. Okyselování oceánu se týká procesu, při kterém se atmosférický oxid uhličitý rozpouští do oceánu, což způsobuje zvýšení kyselosti oceánu. Tato změna v chemii mořské vody má řadu škodlivých dopadů na mořský život, jako je snížení kvality tvrdých skořápek organismů, změna schopnosti jednotlivců vzájemně komunikovat a reagovat na podněty dravců a další, které vědci aktivně studují.

Připomeňme si shora, že jednou z charakteristik upwelled vody je, že je kyselejší než povrchová voda, kterou nahrazuje. Proto, populace organismů, které se vyvinuly v ekosystémech, které zažívají konzistentní vzestup, jako je Bodega Bay, byly historicky vystaveny vodám, které jsou kyselejší než populace v ekosystémech, kde je vzestup slabý nebo chybí. To vyvolává otázku, zda se u populací z regionů se silnějším vzestupem vyvinuly rozdíly v jejich toleranci k kyselosti, a pokud ano, budou populace z těchto oblastí více či méně úspěšné tváří v tvář okyselování oceánů?

výzkum je v současné době provádí odpovědět na tyto otázky Dr. Dan Švezey, spolupracovník v rámci Bodega Ocean Acidification Research Group. Jeho práce studující populace abalone red ukázala, že Red abalone ze silných populací upwelling (severní Kalifornie) jsou tolerantnější k kyselým vodám než ty ze slabších populací upwelling (jižní Kalifornie), což je důležité zjištění, které může pomoci odvětví akvakultury abalone skladovat tato zařízení abalone culture jinde s odolnějšími chovnými dospělými.

vědci UC Davis pokračují v provádění výzkumu zaměřeného na lepší porozumění příčinám a účinkům nárůstu pobřeží:

robotické larvy

mnoho pobřežních druhů, jak obratlovců, jako jsou ryby, tak bezobratlých, jako jsou kraby, začíná život vylíhnutím z vajíčka a procházením larválním stádiem, ve kterém jsou velmi malé a náchylné k transportu z vhodných stanovišť pohybem vody. Laboratoř Morgan byla zaměřena na pochopení toho, jak pohyb povrchové vody v důsledku pobřežního zaplavení ovlivňuje vzorce distribuce larev různých pobřežních druhů. Vzdálenost, kterou se larvy rozptýlí od svých mateřských populací, je druhově specifická a lze ji sledovat nasazením nových robotických larev, které simulují vertikální plavecké vzorce organismů a slouží jako experimentální terénní test toho, jak larvy mohou regulovat, jak daleko jsou transportovány.

Shell Forensics

postgraduální student Veronica Vriesman v Ocean Climate Lab kombinoval biologické a geologické výzkumné techniky, aby prozkoumal účinky pobřežního upwellingu na růst mušlí. Mušle jsou „ekosystémoví inženýři“, kteří vytvářejí stanoviště pro mnoho dalších druhů, aby se jim dařilo na pobřeží; proto, vliv, který mají upwellingové události na zdraví mušlí, může svědčit o tom, jak je celá komunita ovlivněna upwellingovými událostmi. Veronica porovnává vzory ve struktuře mušlí v posledních několika desetiletích, aby pochopila účinky upwellingu na to, jak jsou mušle přizpůsobivé měnícímu se prostředí.

předchozí & průběžné monitorování

minulé projekty, jako je projekt NSF WEST vedený Dr. John Largier, využil fyzikální a biologické vzorkování & modelování, aby dosáhl pokroku v porozumění základní povaze upwellingových mechanismů. Tyto minulé projekty poskytly zásadní informace, jako jsou účinky, které příliš mnoho větru, přerušený vítr, a další mají na proces vzestupu. Nyní je BML domovem Bodega Ocean Observing Node (BOON), který neustále sleduje pobřežní podmínky spojené s upwellingem, jako je teplota mořské vody, slanost, rozpuštěný kyslík, fytoplankton chlorofyl, rychlost a směr větru, mořské proudy a vlny a další. Tyto údaje jsou nesmírně důležité, protože umožňují vědcům sledovat upwelling v průběhu času a studovat, jak tyto pobřežní podmínky ovlivňují organismy a komunity jako celek na pobřeží severní Kalifornie.

přispívající vědci:

Děkuji vědcům v Bodega Marine Laboratory, kteří sdíleli své znalosti a odborné znalosti, aby tento článek umožnil.

seznamte se s autorem: Jenna Quan

Jenna Quan je studentka čtvrtého ročníku, která se specializuje na evoluci, ekologii a biologickou rozmanitost a minoring ve vzdělávání. Má vášeň pro ekologii a biologii, zejména v mořských systémech. Po ukončení studia doufá, že bude pokračovat v Ph.D. v oboru ekologie a pokračovat na akademické půdě. Když Jenna nepracuje na výzkumných projektech v BML nebo v genetické laboratoři, je co-kapitánem tanečního týmu UC Davis a pracuje na svých pletacích projektech!