kirjoittanut: Jenna Quan
kuvitelkaa tämä: Astuessanne ovista sisään Bodega Marine Laboratoryn suureen saliin, teitä tervehtii välittömästi upea merinäköala käytävän lasiovien läpi. Kävelet katsomaan aaltoja, jotka törmäävät kallioiseen jyrkänteeseen, avaat ovet ja … Voimakas tuulenpuuska syöksyy heti tervehtimään. Nämä voimakkaat tuulet keväisin ovat yksi Bodega Bayn ja muun Pohjois-Kalifornian rannikon ikonisimmista piirteistä-ne ovat myös tärkein syy ilmiöön, joka tunnetaan rannikon nousuna.
rannikoiden nousukiito on prosessi, jossa voimakkaat tuulet puhaltavat maanosien rannikkoja alas ja yhdessä maan pyörimisen kanssa aiheuttavat pintavesien työntymisen merelle. Meren syvyyksistä vedetään sitten vettä ylös – tai ylöspäin-maan pinnalle sen tilalle. Rannikon kohoaminen on läheisesti sidoksissa Kalifornian ilmastoon ja talouteen; se on syynä alueen sumuiseen säähän, voimakkaaseen kalastukseen ja jopa maukkaaseen viiniin!
Pohjois-Amerikan länsirannikon nousuvoimakkuus vaihtelee ympäristö-ja merentutkimusolosuhteiden erojen vuoksi, ja Pohjois-Kaliforniassa on voimakkain nousuvesi. Kalifornian nykyinen, kapseloiva Bodega Bay, on yksi neljästä suuresta nousuvetoisesta ekosysteemistä maailmassa-alueen tämän ominaisuuden luomat mielenkiintoiset ja ainutlaatuiset tutkimusmahdollisuudet ovat yksi niistä asioista, jotka ovat tehneet Bodega Marine Laboratorysta tutkijamagneetin yli 50 vuoden ajan.
miksi rannikon kohoaminen on tärkeää?
niin, pintavesi työnnetään offshore ja korvataan pohjavedellä-mitä väliä sillä on? Vaikka aluksi saattaa näyttää siltä, että kaikki merivesi on samaa, syvyyksistä tuleva vesi on todellisuudessa lämpötilaltaan, ravinnepitoisuudeltaan ja kemialliselta koostumukseltaan paljon erilaista kuin pintavesi. Pohjavesi on yleensä kylmempää auringonvalon puutteen vuoksi, ravinteikkaampaa laskeutuvan orgaanisen aineksen hajoamisen vuoksi sekä happamampaa ja vähemmän hapekasta. Kun tämä vesi vedetään pintaan ja altistetaan auringonvalolle, sen sisältämät ravinteet auttavat ruokkimaan ekosysteemiä, jota ohjaa korkea alkutuotanto.
tämä eliöiden runsauden lisääntyminen meren ravintoverkon alimmalla tasolla mahdollistaa sen, että ylempänä ravintoverkossa olevat kuluttajat saavat ravintoa ja energiaa, joita he tarvitsevat menestyäkseen. Syynä ovat suuret merinisäkkäiden ja merilintujen kannat sekä alueen runsas kalastus. Itse asiassa alkutuotannon vaikutukset muuhun yhteisöön näkyvät selvimmin vuosina, jolloin nousuvesiä esiintyy vähän ja ne lisäävät merilintujen ja muiden huippukuluttajien kuolleisuutta ekosysteemin elintarvikepulan vuoksi.
ilmastonmuutos & nousevat ekosysteemit
Bodega Marine Laboratoryssa tehdään paljon tutkimusta ilmastonmuutoksen vaikutuksista meriekosysteemeihin, erityisesti vastaamalla suurimpiin uhkiin, jotka johtuvat veden lämpötilan noususta ja merien happamoitumisesta. Valtamerten happamoitumisella tarkoitetaan prosessia, jossa ilmakehän hiilidioksidi liukenee valtamereen aiheuttaen meren happamuuden lisääntymisen. Tällä meriveden kemian muutoksella on monia haitallisia vaikutuksia meren eliöstöön, kuten eliöiden kovien kuorien laadun heikentäminen, yksilöiden kyvyn muuttaminen kommunikoida toistensa kanssa ja reagoida petoeläinten vihjeisiin ja paljon muuta, mitä tutkijat tutkivat aktiivisesti.
muista ylhäältä, että kohonneen veden yksi ominaisuus on se, että se on happamampaa kuin pintavesi, jonka se korvaa. Siksi eliöpopulaatiot, jotka ovat kehittyneet ekosysteemeissä, joissa esiintyy jatkuvaa nousemista, kuten Bodega Bayssä, ovat historiallisesti altistuneet happamammille vesille kuin populaatiot ekosysteemeissä, joissa nouseminen on heikkoa tai puuttuu. Tämä herättää kysymyksen siitä, ovatko voimakkaammin nousevien alueiden väestöt kehittäneet eroja happamuuden sietokyvyssään, ja jos näin on, menestyvätkö näiden alueiden väestöt enemmän tai vähemmän valtamerten happamoituessa?
näihin kysymyksiin vastataan parhaillaan Tri. Dan Swezey, Bodega Ocean Acidification Research Groupin yhteistyökumppani. Hänen työnsä punaisen abalonin populaatioiden tutkimisessa on osoittanut, että voimakkaista nousevista populaatioista (Pohjois-Kalifornia) peräisin olevat punaiset abalonit sietävät happamampia vesiä kuin heikommista nousevista populaatioista (Etelä-Kalifornia) peräisin olevat, tärkeä havainto, joka voi auttaa abalone-vesiviljelyteollisuutta varastoimaan näitä abalone-viljelylaitoksia muualla kestävämpien jalostusaikuisten kanssa.
UC Davisin tutkijat tekevät edelleen tutkimusta, jonka tavoitteena on ymmärtää paremmin rannikon nousujen syitä ja vaikutuksia:
Robotic toukat
monet rannikon lajit, sekä selkärankaiset kuten kalat että selkärangattomat kuten taskuravut, aloittavat elämänsä kuoriutumalla munasta ja käymällä läpi toukkavaiheen, jossa ne ovat hyvin pieniä ja alttiita kulkeutumaan pois sopivista elinympäristöistä veden mukana. Morganin laboratoriossa on keskitytty ymmärtämään, miten rannikon noususta johtuva pintaveden liike vaikuttaa eri rannikkolajien toukkien levinneisyystapoihin. Toukkien etäisyys emopopulaatioista on lajikohtainen, ja sitä voidaan seurata käyttämällä uusia robottimaisia toukkia, jotka simuloivat eliöiden vertikaalisia uintirytmejä ja toimivat kokeellisena kenttäkokeena siitä, miten toukat voisivat säädellä sitä, kuinka pitkälle niitä kuljetetaan.
Shell Forensics
jatko-opiskelija Veronica Vriesman Ocean Climate Lab: ssä on yhdistänyt biologisia ja geologisia tutkimusmenetelmiä selvittääkseen rannikon nousujen vaikutuksia simpukoiden kuoren kasvuun. Sinisimpukat ovat” ekosysteemin insinöörejä”, jotka luovat elinympäristöä monille muille lajeille, jotta ne voivat menestyä rannikolla; siksi nousutapahtumien vaikutus simpukoiden terveyteen voi olla osoitus siitä, miten koko yhdyskunta vaikuttaa nousutapahtumiin. Veronica vertailee simpukoiden kuorirakenteen viime vuosikymmenten kuvioita ymmärtääkseen, miten upwelling vaikuttaa simpukoiden sopeutumiskykyyn muuttuviin ympäristöihinsä.
edellinen & jatkuva seuranta
aikaisemmat hankkeet, kuten NSF WEST-hanke, jota johti Dr. John Largier, used physical and biological sampling & modeling to make advances in understanding the fundamental nature of upwelling mechanisms. Nämä aiemmat hankkeet antoivat ratkaisevaa tietoa esimerkiksi siitä, miten liika tuuli, keskeytynyt tuuli ja muut vaikuttavat nousuprosessiin. Nyt BML on koti Bodega Ocean Observing Node (BOON), joka jatkuvasti seuraa rannikon olosuhteet liittyvät upwelling kuten meriveden lämpötila, suolapitoisuus, liuennut happi, kasviplankton klorofylli, Tuulen nopeus ja suunta, merivirrat ja aallot, ja enemmän. Nämä tiedot ovat erittäin tärkeitä, koska niiden avulla tutkijat voivat seurata upwelling ajan ja tutkia, miten nämä rannikon olosuhteet vaikuttavat eliöt ja yhteisöt kokonaisuudessaan Pohjois-Kalifornian rannikolla.
avustavat tutkijat:
Kiitos Bodega Marine Laboratoryn tutkijoille, jotka jakoivat tietojaan ja asiantuntemustaan tämän artikkelin mahdollistamiseksi.
Toht. John Largier
John Largier on Kalifornian yliopiston Davisin (UCD) Rannikkomerentutkimuksen professori, joka asuu Bodega Marine Laboratoryssa. Ennen vuotta 2004 hän oli Tutkimusoseanografi Scripps Institution of Oceanography-tutkimuslaitoksessa. Hän on toiminut myös tehtävissä Kapkaupungin yliopistossa ja Etelä-Afrikan kansallisessa Merentutkimuslaitoksessa (CSIR).
Steven Morgan
Dr. Morgan on erikoistunut selvittämään, miten kriittiset yhteydet meren selkärangattomien ja kalojen monimutkaisiin elinkaariin säätelevät populaatioita ja yhteisöjä dynaamisella rannikkomerellä.
tohtori Eric Sanford
Sanfordin Lab on kiinnostunut siitä, miten merten populaatiot ja yhteisöt vaihtelevat vastauksena sekä luonnolliseen merentutkimuksen vaihteluun että ihmisen aiheuttamaan ilmastonmuutokseen. Tutkimuksemme pyrkii integroimaan ekologian, evoluution ja biogeografian ymmärtääkseen prosesseja, jotka muokkaavat meriyhteisöjä: sekä laajoilla etäisyyksillä rannikoilla että kiihtyvän ilmastonmuutoksen aikakaudella.
Veronica Vriesman
Graduate Program in Geology
Department of Earth and Planetary Sciences
Dr. Loo Botsford
Distinguished Professor Emeritus
College of Agricultural and Environmental Sciences
Wildlife, Fish and Conservation Biology
tapaa kirjailija: Jenna Quan
Jenna Quan on neljännen vuoden perusopiskelija pääaineenaan evoluutio, ekologia ja biodiversiteetti sekä minorointi opetuksessa. Hänen intohimonsa on ekologia ja biologia, erityisesti meriympäristöissä. Valmistuttuaan hän toivoo pyrkivänsä tohtoriksi ekologiasta ja jatkavansa yliopistomaailmassa. Kun Jenna ei työskentele tutkimusprojekteissa BML: ssä tai genetiikan laboratoriossa, hän toimii UC Davis Dance Teamin kapteenina ja työskentelee neuleprojekteissa!