ce este Upwelling de coastă și de ce este Important?

scris de: Jenna Quan

Imaginați-vă acest lucru: trecând prin ușile în Sala Mare a Laboratorului Marin Bodega, sunteți imediat întâmpinați cu o vedere spectaculoasă la ocean prin ușile de sticlă de pe hol. Ai mers pe jos pentru a obține o vedere mai bună a valurilor crashing în Bluffs stâncoase pe rezerva, deschide ușile, și… pow! O rafală puternică de vânt se năpustește imediat să vă întâmpine. Aceste vânturi puternice din primăvară sunt una dintre cele mai iconice caracteristici ale Golfului Bodega și ale restului coastei de Nord a Californiei – sunt, de asemenea, principalul motor al unui fenomen cunoscut sub numele de upwelling de coastă.

creșterea coastelor este procesul prin care vânturile puternice suflă pe coastele continentelor și, împreună cu rotația Pământului, fac ca apele de suprafață să fie împinse în larg. Apa din adâncurile oceanului este apoi trasă în sus – sau ridicată-la suprafață pentru a-și lua locul. Creșterea de coastă este strâns legată de climatul și economia Californiei; este cauza vremii cețoase din regiune, a pescuitului robust și chiar a vinului gustos!

intensitatea ascensiunii de-a lungul coastei de vest a Americii de Nord este variabilă din cauza diferențelor de mediu și a condițiilor oceanografice, iar California de Nord găzduiește cea mai intensă ascensiune. Curentul californian, care încapsulează Golful Bodega, este unul dintre cele patru ecosisteme majore din lume-oportunitățile interesante și unice de cercetare create de această caracteristică a regiunii sunt unul dintre lucrurile care au făcut din Bodega Marine Laboratory un magnet pentru cercetători de peste 50 de ani.

de ce este importantă Înălțarea coastelor?

deci, apa de suprafață este împinsă în larg și înlocuită cu apă de fund – de ce contează asta? Deși la început, poate părea că toată apa de mare este aceeași, apa din adâncuri este de fapt mult diferită în ceea ce privește temperatura, conținutul de nutrienți și compoziția chimică decât cea a apei de suprafață. Apa de fund tinde să fie mai rece din cauza lipsei de lumină solară, mai bogată în nutrienți datorită descompunerii materiei organice de sedimentare și mai acidă și mai puțin oxigenată. Când această apă este trasă la suprafață și expusă la lumina soarelui, nutrienții din ea ajută la alimentarea unui ecosistem condus de o producție primară ridicată.

această creștere a abundenței de organisme la cel mai scăzut nivel al rețelei alimentare marine permite consumatorilor mai sus în rețeaua alimentară să obțină hrana și energia de care au nevoie pentru a prospera. Acesta este motivul pentru populațiile mari de mamifere marine și păsări marine, precum și pescuitul abundent din această regiune. De fapt, impactul pe care producția primară îl are asupra restului comunității este demonstrat cel mai clar în anii în care creșterea are loc la rate scăzute și are ca rezultat creșterea ratelor de mortalitate a păsărilor marine și a altor consumatori de top din cauza lipsei de hrană în ecosistem.

schimbări climatice & ecosisteme în creștere

se fac multe cercetări La Bodega Marine Laboratory pentru a determina efectele pe care schimbările climatice le vor avea asupra ecosistemelor marine, abordând în mod specific principalele amenințări sub forma creșterii temperaturii apei și a acidificării oceanelor. Acidificarea oceanului se referă la procesul prin care dioxidul de carbon atmosferic este dizolvat în ocean, determinând creșterea acidității oceanului. Această schimbare în chimia apei de mare are o varietate de efecte dăunătoare asupra vieții marine, cum ar fi reducerea calității cojilor dure ale organismelor, modificarea capacității indivizilor de a comunica între ei și de a răspunde la indicii prădătorilor și multe altele pe care cercetătorii le studiază în mod activ.

Reamintim de sus că o caracteristică a apei înălțate este că este mai acidă decât apa de suprafață pe care o înlocuiește. Prin urmare, populațiile de organisme care au evoluat în ecosisteme care se confruntă cu o creștere consistentă, cum ar fi Golful Bodega, au fost expuse istoric la ape mai acide decât populațiile din ecosistemele în care creșterea este slabă sau absentă. Acest lucru ridică întrebarea dacă populațiile din regiunile cu o creștere mai puternică au evoluat diferențe în toleranța lor la aciditate și, dacă da, populațiile din aceste regiuni vor avea mai mult sau mai puțin succes în fața acidificării oceanelor?

în prezent se fac cercetări pentru a răspunde la aceste întrebări de către Dr. Dan Swezey, colaborator în cadrul Grupului de cercetare a acidificării oceanelor Bodega. Lucrarea sa care studiază populațiile de abalone roșii a arătat că abalone roșii din populațiile puternice de creștere (California de Nord) sunt mai tolerante la apele acide decât cele din populațiile mai slabe de creștere (California de Sud), o constatare importantă care poate ajuta industria acvaculturii abalone să stocheze aceste facilități de cultură abalone în altă parte cu adulți de reproducere mai rezistenți.

cercetătorii UC Davis continuă să efectueze cercetări menite să înțeleagă mai bine cauzele și efectele ascensiunii costiere:

larve robotice

multe specii de coastă, atât vertebrate, cum ar fi peștii, cât și nevertebrate, cum ar fi crabii, încep viața prin eclozarea dintr-un ou și trec printr-o etapă larvară în care sunt foarte mici și vulnerabile la a fi transportate departe de habitatele adecvate prin mișcări de apă. Laboratorul Morgan s-a concentrat pe înțelegerea modului în care mișcarea apei de suprafață datorată creșterii costiere influențează modelele de distribuție a larvelor diferitelor specii de coastă. Distanța pe care larvele o dispersează față de populațiile lor părinte este specifică speciei și poate fi urmărită prin implementarea unor larve robotice noi care simulează modelele de înot verticale ale organismelor și servesc ca un test experimental de câmp al modului în care larvele ar putea regla cât de departe sunt transportate.

Shell Forensics

absolventa Veronica Vriesman de la Ocean Climate Lab a combinat tehnici de Cercetare Biologică și geologică pentru a investiga efectele creșterii costiere asupra creșterii cochiliei de midii. Midiile sunt „ingineri ecosistemici” care creează spațiu de habitat pentru ca multe alte specii să prospere pe coastă; prin urmare, influența pe care o au evenimentele de creștere asupra sănătății midiilor poate indica modul în care întreaga comunitate este influențată de evenimentele de creștere. Veronica compară modelele din structura cochiliei de midii din ultimele decenii pentru a înțelege efectele creșterii asupra modului în care midiile sunt adaptabile la mediile lor în schimbare.

anterior& monitorizare continuă

proiecte anterioare, cum ar fi proiectul NSF WEST condus de Dr. John Largier, a folosit eșantionarea fizică și biologică & modelare pentru a face progrese în înțelegerea naturii fundamentale a mecanismelor de ascensiune. Aceste proiecte anterioare au furnizat informații cruciale, cum ar fi efectele pe care le are prea mult vânt, vânt întrerupt și multe altele asupra procesului de creștere. Acum, BML găzduiește nodul de observare a Oceanului Bodega (BOON) care monitorizează constant condițiile de coastă asociate cu creșterea, cum ar fi temperatura apei de mare, salinitatea, oxigenul dizolvat, clorofila fitoplanctonului, viteza și direcția vântului, curenții și valurile mării și multe altele. Aceste date sunt foarte importante, deoarece permit cercetătorilor să urmărească creșterea în timp și să studieze modul în care aceste condiții de coastă afectează organismele și comunitățile în ansamblu de pe coasta de Nord a Californiei.

oameni de știință care contribuie:

Vă mulțumim cercetătorilor de la Bodega Marine Laboratory care și-au împărtășit cunoștințele și expertiza pentru a face posibil acest articol.

Faceți cunoștință cu autorul: Jenna Quan

Jenna Quan este un student al patrulea an de licență majoring în evoluție, Ecologie și biodiversitate și minoring în educație. Are o pasiune pentru ecologie și biologie, în special în sistemele marine. După absolvire, ea speră să urmeze un doctorat în ecologie și să continue în mediul academic. Când Jenna nu lucrează la proiecte de cercetare la BML sau într-un laborator de genetică, ea este co-căpitanul echipei de dans UC Davis și lucrează la proiectele ei de tricotat!