Wat is Coastal Upwelling en waarom is het belangrijk?

geschreven door: Jenna Quan

Beeld u dit in: door de deuren de Grote Zaal van het Bodega Marine Laboratory in te stappen, wordt u onmiddellijk begroet met een spectaculair uitzicht op de oceaan door de glazen deuren in de hal. Je loopt er naar toe om een beter zicht te krijgen op de golven die in de rotsachtige bluffs op het reservaat vallen, open de deuren en … pow! Een krachtige windvlaag duikt onmiddellijk in om je te begroeten. Deze sterke wind in de lente zijn een van de meest iconische kenmerken van Bodega Bay en de rest van de Noord – Californische kust-ze zijn ook de belangrijkste drijvende kracht van een fenomeen dat bekend staat als de kust upwelling.

kustopwelling is het proces waarbij sterke wind langs de kusten van continenten waait en, in combinatie met de rotatie van de aarde, het oppervlaktewater voor de kust wordt geduwd. Water uit de diepten van de oceaan wordt dan omhoog getrokken – of omhoog gejaagd – naar de oppervlakte om zijn plaats in te nemen. Coastal upwelling is nauw verbonden met het klimaat en de economie van Californië; het is de oorzaak van de regio mistig weer, robuuste visserij, en zelfs de smakelijke wijn!De intensiteit van de Upwelling langs de westkust van Noord-Amerika is variabel door verschillen in milieu-en oceanografische omstandigheden, en Noord-Californië is de thuisbasis van de meest intense upwelling. De California Current, encapsulating Bodega Bay, is een van de slechts vier grote upwelling-gedreven ecosystemen in de wereld – de interessante en unieke onderzoeksmogelijkheden die door deze functie van de regio zijn een van de dingen die Bodega Marine Laboratory een magneet voor onderzoekers voor meer dan 50 jaar.

Waarom is Upwelling aan de kust belangrijk?

oppervlaktewater wordt dus offshore geduwd en vervangen door bodemwater-wat maakt dat uit? Hoewel het in eerste instantie lijkt dat al het zeewater hetzelfde is, is het water uit de diepte in feite heel anders qua temperatuur, nutriëntengehalte en chemische samenstelling dan dat van het oppervlaktewater. Bodemwater heeft de neiging om kouder te zijn door een gebrek aan zonlicht, meer voedingsstoffen-rijk door de afbraak van bezinkende organische stoffen, en meer zuur en minder zuurstofrijk. Wanneer dit water naar het oppervlak wordt getrokken en wordt blootgesteld aan zonlicht, helpen de voedingsstoffen erin een ecosysteem te voeden dat wordt aangedreven door een hoge primaire productie.

deze toename van de aanwezigheid van organismen op het laagste niveau van het mariene voedselweb zorgt ervoor dat de consumenten die hoger op het voedselweb staan, het voedsel en de energie kunnen verkrijgen die zij nodig hebben om te gedijen. Dit is de reden voor grote populaties zeezoogdieren en zeevogels, evenals de overvloedige visserij in deze regio. De effecten van de primaire productie op de rest van de Gemeenschap worden het duidelijkst aangetoond in jaren waarin de opkwelling zich in een laag tempo voordoet en resulteert in een hogere sterfte onder zeevogels en andere topconsumenten als gevolg van het gebrek aan voedsel in het ecosysteem.

klimaatverandering & opwellende ecosystemen

in het Bodega Marine Laboratory wordt veel onderzoek gedaan om de effecten te bepalen die klimaatverandering zal hebben op mariene ecosystemen, met name de belangrijkste bedreigingen in de vorm van verhoogde watertemperatuur en verzuring van de oceaan. Oceaanverzuring verwijst naar het proces waarbij atmosferische koolstofdioxide wordt opgelost in de oceaan, waardoor de oceaan in zuurgraad toeneemt. Deze verandering in zeewaterchemie heeft een verscheidenheid aan schadelijke gevolgen voor het zeeleven, zoals het verminderen van de kwaliteit van de harde schillen van organismen, het veranderen van het vermogen van individuen om met elkaar te communiceren en te reageren op predatorsignalen, en meer dat onderzoekers actief bestuderen.

bedenk van boven dat een kenmerk van opgewarmd water is dat het zuurder is dan het oppervlaktewater dat het vervangt. Daarom zijn populaties van organismen die zijn geëvolueerd in ecosystemen die een consistente opwelling ervaren, zoals Bodega Bay, in het verleden blootgesteld aan wateren die zuurder zijn dan populaties in ecosystemen waar opwelling zwak of afwezig is. Dit roept de vraag op of populaties uit regio ’s met een sterkere opwelling verschillen hebben ontwikkeld in hun tolerantie voor zuurgraad en, zo ja, zullen populaties uit deze regio’ s meer of minder succesvol zijn in het licht van de verzuring van de oceaan?

momenteel wordt onderzoek gedaan om deze vragen te beantwoorden door Dr. Dan Swezey, medewerker binnen de onderzoeksgroep Bodega Ocean Acidification. Zijn onderzoek naar de populaties van de rode zeeoor heeft aangetoond dat rode zeeoor van sterke opwellende populaties (Noord-Californië) toleranter zijn voor zure wateren dan die van zwakkere opwellende populaties (Zuid-Californië), een belangrijke bevinding die de zeeoor aquacultuursector kan helpen om deze zeeoorkweekfaciliteiten elders op te slaan met veerkrachtiger broedvolwassenen.

UC Davis onderzoekers gaan door met onderzoek gericht op een beter begrip van de oorzaken en effecten van kustopwelling:

Robotlarven

veel kustsoorten, zowel gewervelde dieren zoals vissen als ongewervelde dieren zoals krabben, beginnen hun leven door uit een ei te komen en gaan door een larvale fase waarin ze zeer klein zijn en kwetsbaar zijn om via waterbewegingen uit geschikte habitats te worden getransporteerd. Het Morgan Lab heeft zich gericht op het begrijpen van hoe de beweging van oppervlaktewater als gevolg van kustopwelling de larvale verspreidingspatronen van verschillende kustsoorten beïnvloedt. De afstand die larven van hun ouderpopulaties verspreiden is soortspecifiek en kan worden gevolgd door het inzetten van nieuwe robotlarven die de verticale zwempatronen van de organismen simuleren en dienen als een experimentele veldtest van hoe larven kunnen regelen hoe ver ze worden getransporteerd.

Shell Forensics

promovendus Veronica Vriesman in het Ocean Climate Lab heeft biologische en geologische onderzoekstechnieken gecombineerd om de effecten van kustopwelling op de mosselschelpgroei te onderzoeken. Mosselen zijn” ecosysteemingenieurs ” die habitatruimte creëren voor veel andere soorten om te gedijen op de kust; daarom kan de invloed die upwelling gebeurtenissen hebben op de mossel gezondheid indicatief zijn voor hoe de hele Gemeenschap wordt beïnvloed door upwelling gebeurtenissen. Veronica vergelijkt patronen in de mosselschelpstructuur van de laatste decennia om de effecten van opwelling te begrijpen op hoe aanpasbaar mosselen zijn aan hun veranderende omgevingen.

vorige & lopende Monitoring

eerdere projecten, zoals het NSF WEST-project onder leiding van Dr. John Largier, gebruikt fysische en biologische bemonstering & modellering om vooruitgang te maken in het begrijpen van de fundamentele aard van upwelling mechanismen. Deze projecten leverden cruciale informatie op, zoals de effecten die te veel wind, onderbroken wind, en meer hebben op het proces van upwelling. BML is nu de thuisbasis van de Bodega Ocean Observing Node (BOON) die voortdurend de kustomstandigheden in verband met opwelling, zoals zeewatertemperatuur, zoutgehalte, opgeloste zuurstof, fytoplankton chlorofyl, windsnelheid en-richting, zeestromingen en golven, en nog veel meer bewaakt. Deze gegevens zijn enorm belangrijk omdat ze onderzoekers in staat stellen om upwelling na verloop van tijd te volgen en te bestuderen hoe deze kustomstandigheden de organismen en gemeenschappen als geheel op de Noord-Californische kust beïnvloeden.

bijdragende wetenschappers:

dank aan de onderzoekers van het Bodega Marine Laboratory die hun kennis en expertise deelden om dit artikel mogelijk te maken.

Voldoen aan de Auteur: Jenna Quan

Jenna Quan is een vierdejaars undergraduate student met als hoofdvak evolutie, ecologie en biodiversiteit en minoring in het onderwijs. Ze heeft een passie voor ecologie en biologie, vooral in mariene systemen. Na haar afstuderen hoopt ze een Ph.D. in ecologie na te streven en verder te gaan in de academische wereld. Wanneer Jenna niet werkt aan onderzoeksprojecten bij BML of in een genetica lab, is ze Co-captainingâ het UC Davis Dance Team en werkt aan haar breiprojecten!