https://frosthead.com

כיצד חותמות איסוף נתונים עוזרות למדענים למדוד את האנטארקטיקה המתכה

Brice Loose יכולה לספר לך בדיוק איך מרגיש חותם פיל: צעצוע מתנפח ופרוותי פרוותי, לא ממש קשה כמו כדורסל. הוא יכול לספר לך איך הנקניקיות הגדולות עוברות "התכה קטסטרופלית" שנתית לא כל כך נעימה, שבהן נראה שהם ממש מתפרקים כשהם משילים את עורם השעיר והחום כדי לפנות מקום לפרווה החדשה. הוא אפילו יכול לספר לך כמה ריח צואה של צואת חותם של פיל.

תוכן קשור

  • כלבי הים הם העוזרים הקטנים של המדענים לאיסוף נתוני אוקיינוס

"אתה נכנס לשם והכל מריח כמו קקי, אבל אתה מסתדר בעסקים", נזכר לוס, צלם אוקיאנוס שמתייג את כלבי הים לראשונה במערב אנטארקטיקה ליד קרחון האי אורן, הקרחון הכי מתכווץ בעולם. במהלך 15 השנים האחרונות הקרחון התדלדל בקצב של יותר ממטר לשנה, ומנקז שטח של שני שליש מגודל בריטניה.

בשנת 2014, Loose היה חלק מצוות שיעזור לתייג פיל (Mirounga leonina) וחותמות Weddell (Leptonychotes weddellii) למחקר. למרות זאת, כלבי הים לא היו נושאי המחקר - הם היו עוזרי המחקר שלו. Loose עזר להתאים לצוללנים המסוגלים לעקבים כדי שיוכלו לאסוף נתונים על הטמפרטורה והמליחות של ים אמונדסן בעומקים גדולים, שיספקו רמזים למנגנון המסת הקרח המהירה באנטארקטיקה. המחקר פורסם במכתבי המחקר הגיאופיזי במאי 2018.

נכון לעכשיו, מדענים משערים כי ההיתוך באנטארקטיקה נגרם בחלקו כתוצאה מזרם חם ומלוח יותר מתחת לקרח המכונה "המים העמוקים הסבוכים". מים אלה, הנמצאים בעומקים של 400 מטר, מובאים אל פני השטח ומלקקים את החלק התחתון של סדיני קרח, ממיסים אותם ומאפשרים מפלס הים לעלות.

"במפרץ האי איילנד זה חשוב במיוחד, " אומרת הלן מולט, הסופרת הראשית של המחקר וחוקרת לתארים מתקדמים באוניברסיטת מזרח אנגליה באנגליה. "המים העמוקים הסבוכים שם ממיסים את קרחון האי האורן הבלתי יציב והמהיר והמהיר, אשר בתורו מנקז את גיליון הקרח הפגיע והמאסיבי במערב אנטארקטיקה." אם כל הקרח הלא יציב במערב אנטארקטיקה נמס, מפלס הים יכול לעלות עד 10.5 רגל ברחבי העולם.

מדענים יודעים שהזרם החם קיים בים אמונדסן, אך הם צריכים לדעת יותר. כדי לקבל תמונה מלאה, על מדענים לענות על כמה שאלות בסיסיות: איפה המים החמים, בדיוק? כמה עבה שכבת המים החמים? איך זה משתנה מחורף לקיץ?

לשם כך הם פנו ליונקים ימיים עצומים עם עיני כלבים גדולות.

החוקרים מרגיעים את כלבי הים של וודל בחצים מכה לפני שהם מצמידים את כיסוי הראש לאיסוף נתונים. החוקרים מרגיעים את כלבי הים של וודל בחצים מכה לפני שהם מצמידים את כיסוי הראש לאיסוף נתונים. (לארס בוהם)

כלבי הים ידועים בכישורי הצלילה המרשימים שלהם, כאשר מינים מסוימים נוהרים לטרפד לעומק 2, 000 רגל אפילו בטמפרטורות תת אפסיות. מיומנויות אלה הפכו אותם לשותפים המושלמים לאיסוף נתוני טמפרטורה בקרקעית הים. החוקרים לא אספו נתונים על חורף באזור זה מכיוון שהתנאים קשים מדי לבני אדם.

"יכולנו לראות כי כלבי הים צוללים בעומקים הקיצוניים הללו והולכים למרחקים עצומים אלה", אומר מייק פדאק, ביולוג כלבי ים באוניברסיטת סנט אנדרוז בבריטניה שתייג בעלי חיים מזה 39 שנים. "החיות האלה הולכות לאן שאנחנו לא יכולים."

אך ראשית, הם היו צריכים לצייד את כלבי הים. תיוג חותמות אינו תחום המומחיות של מולט, לכן היא שיתפה פעולה עם פדאק ועמיתיו ביחידת המחקר של יונקי הים בסנט אנדרוס. עם מימון מתוכנית המחקר ליציבות גיליון קרח של המועצה לחקר הסביבה הטבעית, הצוות פנה לאזור קרחון האי אורן כדי להתחיל בתיוג בפברואר 2014.

בהנחייתו של פדאק, הצוות הראשון חותמות גלגלי עין מרחוק, אחר כך ניגש אליהם עד שהם היו רק מטרים מהבעלי החיים. לאחר מכן, הם הרגיעו את האחת על ידי ירידת חץ מכה מלא ברגיעה הרגעה קרניברית נפוצה, והרימו את החותם של 2 טון כדי למדוד את גודלו ומשקלו.

החוקרים הברישו שיער עודף סביב מצחו של החותם, מרופדים על דבק אפוקסי והרכיבו עומק מוליכי נתונים ממסר לווין עומק-טמפרטורה - חיישן עם אנטנות רזות בולטות, וגורם להיראות כאילו לאטום יש קרן. החוקרים קיוו שהמכשיר יישאר דולק עד לשנה שלאחר מכן, אז יטמיע החותם אותו בגלידתו השנתית. עד אז, כלבי הים היו שוחים סביב במה שנראה כמו תחפושת חד קרן מאולתרת.

בסך הכל תייגו פדק והצוות שבע חותמות פילים שנמצאו בחופים יבשים ליד אי האורן. כעבור שבועיים הם שוב התכוונו לתייג שבע חותמות Weddell נוספות, שאוהבות קרח בניגוד לאטמות הפילים השוכבות על החוף. בנוסף, ואילו כלבי ים של פילים כמו צלילה במים פתוחים, אטמי Weddell צוללים מול הקרחונים וידועים ביכולתם להתקרב לקרקעית קרקעית האוקיאנוס.

weddell # 1-wr.jpg חוקרים שומרים על חותמות רגועות לאחר הרגעה. (בריס Loose)

תיוג חותמות Weddell היה שונה לגמרי מתיוג חותמות הפיל. בתנאים סוערים הרבה יותר מאשר אטמי הפילים חובבי החוף, הצוות מצא חותם אחד לבדו על גבי קרח צף. חותמות Weddell כבר סיימו להתמוסס, כך שהסצנה הייתה נקייה בהרבה. פרוות חותמות Weddell נראו כמו טלאים יפים, משובצים כתמי אפור על עור כסוף כהה. המעילים המושלגים של כלבי הים נראו כמעט זוהרים.

פדק והצוות נאספו ליד החותם בספינה אדומה בהירה, 7, 000 טון, שהרעישה את האדמה - לא בדיוק עדינה. פדאק אמר, אם היה חותם, הוא כנראה היה עושה הפסקה למים ונמלט מההמולה. אבל החותם הזה לא. למה לא? לכלבי הים של וודל אין טורפים יבשתיים, מכיוון ששני הטורפים העיקריים שלו הם חותמות נמר ולוויתנים הרוצחים. גם אם החותם מרגיש בסכנה ביבשה, הוא יהסס לפני הכניסה למים במקום שיש איום ידוע.

"בהחלט יש משהו מיוחד באינטראקציה עם בעלי חיים שנסגרים", אומר לוס. "חותמות הפיל היו עמידות יותר, אבל כלבי הים של וודל היו כה חיבה."

בתשעה חודשים בערך כשנפלו החיישנים, כלבי הים של הפיל וודדל אוספים יותר נתוני אוקיינוס ​​בקיץ ובחורף באזור זה של ים אמונדסן ממה שחשבו החוקרים מעולם. האטמים תפסו נתונים על 11, 307 צלילות, מתוכם 6, 704 סיפקו נתוני טמפרטורה שימושיים. לעומת זאת, מדידות קודמות שנעשו מאוניות סיפקו רק כאלף קבוצות נתונים בשני העשורים האחרונים.

המחקר הראה ששכבת המים העמוקים החומקיים העגומים הייתה עבה יותר בחורף, ולכן הכילה יותר חום ומלח מאשר בחודשי הקיץ. זה מצביע על כך שהמים העמוקים העגומים עשויים להמיס יותר קרח בחורף זה בקיץ. זה מסקרן, אומר מולט, מכיוון שזה בניגוד למה שחוקרים ראו מערבית לים אמונדסן.

"לאחר ששמרנו על השינויים העונתיים הללו, נוכל לבדוק את המנגנונים הפיזיים של אופן הנע של המים החמים באזור, " אומר יושי נקייאמה, אוקיאוגרף במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א שלא היה מעורב במחקר. "עלינו להבין את התהליכים, וקבלת נתונים זה הצעד הראשון."

חותם של פילים מושקע, מוכן לצלול את המעמקים לנתונים. חותם של פילים מושקע, מוכן לצלול את המעמקים לנתונים. (מייקל פדאק)

כמובן שישנם סיכונים בשימוש באסטרטגיה לא שגרתית זו. פעם אחת, Loose ועוד כמה אחרים נגררו על ידי חותמת פילים שלא הושמעה עד הסוף, מנסה לעשות הפסקה למים. פדאק צעק פקודות, והאנשים הצליחו לכוון מחדש את החותם, שבסופו של דבר נרגע כשנוטר הרגעה נכנס. אפילו כשחותם משוחרר, על הצוות להישאר ערניים מכיוון שהם מוקפים כלבי ים ערומים לחלוטין.

בראשית שנות האלפיים הרעיון להשתמש ביונקים ימיים כמתבוננים בים נראה מצחיק. פדאק נזכר כי כשהעלה לראשונה את הרעיון לקבוצה של אוקיינוגרפים בכנס בראשית שנות האלפיים. זה עתה הצליח לחבר חיישני טמפרטורה דומים לוויתנים של בלוגה - "כלבי ים הרבה יותר קל לעבוד איתם מאשר לווייתנים של בלוגה, אני יכול להבטיח לך, " הוא אומר - אבל האוקיאוגרפים לא היו משוכנעים.

"צחקתי עליי כשהציעו לי לראשונה אותו לפגישה אוקיאנוגרפית בלונדון, " אומר פדאק. "ניסיתי למכור אותם באמצעות חותמות ברדס בצפון האוקיאנוס האטלנטי כדי להבין את התנהגות נחל המפרץ והם הוציאו מצופים יקרים כדי למדוד אותה ... הם פשוט צחקו, תרתי משמע."

הם כבר לא צוחקים. מחקר זה הוא הפעם הראשונה בה השתמשו החוקרים באיסוף נתונים של כלבי ים באזור זה של האוקיאנוס הדרומי, אך רבים אחרים החלו להשתמש בחותמות לאיסוף נתונים על אוקיינוס ​​- כמו גם לווייתנים ואורקים. קבוצה של חוקרים בינלאומיים אף יצרה מערכת מסד נתונים פתוחה המשתפת נתונים שמקורם בבעלי חיים על אוקיינוסים הנקראים יונקים ימיים החוקרים את קוטב האוקיינוסים לקוטב. המאגר מכיל מעל 500, 00 נתוני אוקיינוס ​​הזמינים בחופשיות שנאספו על ידי יונקים ים. "זה היה חלום להעביר נתונים אלה לידיהם של אנשים רבים", אמר פדק.

פדק ימשיך להוסיף למאגר, תוך תיוג של היונקים הפרוותיים לאיסוף נתונים עבור הקהילה האוקיאנוגרפית עוד שנים רבות. במילים אחרות, גורלו די אטום.

כיצד חותמות איסוף נתונים עוזרות למדענים למדוד את האנטארקטיקה המתכה