Mapa „martwych stref” starożytnych oceanów może przewidywać przyszłe lokalizacje i skutki

Naukowcy stworzyli mapę „martwych stref” w oceanach, które istniały w epoce pliocenu, kiedy klimat na Ziemi był o dwa do trzech stopni cieplejszy niż obecnie. Prace mogą zapewnić wgląd w prawdopodobne lokalizacje i wpływy przyszłych regionów o niskiej zawartości tlenu w cieplejszych oceanach Ziemi.

Strefy minimum tlenu lub OMZ to regiony w Ocean Tam, gdzie poziomy tlenu w wodach środkowych (100 do 1000 metrów pod powierzchnią) są zbyt niskie, aby utrzymać większość życie morskie. te martwe strefy Odgrywają ważną rolę w ogólnym zdrowiu oceanów.

„Otwarte obszary morskie są bardzo ważne dla cykli geochemicznych w oceanie” – mówi Katherine Davis, profesor nadzwyczajny nauk o morzu, ziemi i atmosferze na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej i autorka artykułu. „Występują w obszarach, do których nie dociera światło słoneczne ani tlen atmosferyczny. Ich lokalizacja określa, gdzie w oceanie znajduje się węgiel i azot (niezbędny składnik odżywczy dla całego życia na Ziemi) – są więc ważnymi czynnikami napędzającymi cykle składników odżywczych”.

Możliwość przewidywania lokalizacji OMZ jest ważna nie tylko dla zrozumienia Cykl składników odżywczych, ale także ze względu na jego wpływ na życie morskie. Oceaniczne martwe strefy ograniczają zasięg zwierząt na płytkiej powierzchni oceanu, gdzie tlenu jest najwięcej.

Davis i jej współpracownicy chcieli wiedzieć, jak A cieplejszy klimat Może to mieć wpływ na OMZ w przyszłości. Przyjrzeli się więc epoce pliocenu (5,3 do 2,6 miliona lat temu), kiedy dwutlenek węgla znajdował się w ziemskiej atmosferze.₂ Poziomy były zbliżone do obecnych.

„Pliocen to ostatni okres, w którym mieliśmy stabilny, ciepły klimat na całym świecie, a średnia globalna temperatura była o 2°C do 3°C wyższa niż obecnie – co według naukowców może mieć miejsce za około 100 lat”. Davis mówi.

Aby ustalić, gdzie znajdowały się plioceńskie OMZ, naukowcy wykorzystali maleńki skamieniały plankton zwany otwornicami. Otwornice to jednokomórkowe organizmy wielkości dużego ziarnka piasku. Tworzą twarde skorupy z węglanu wapnia, w których mogą pozostać osady morskie.

W szczególności jeden rodzaj –Globorotaloides hexagonusWystępuje tylko na obszarach o niskim poziomie tlenu. Przeszukując bazy danych osadów plioceńskich w celu zlokalizowania tych gatunków, zespół był w stanie zmapować plioceńskie OMZ. Nałożyli swoją mapę na komputerowy model poziomu tlenu w pliocenie i stwierdzili, że zgadzają się ze sobą.

Mapa OMZ pokazała, że ​​w pliocenie wody o niskiej zawartości tlenu były bardziej rozpowszechnione w Oceanie Atlantyckim – szczególnie w północnym Atlantyku. Z drugiej strony północny Pacyfik miał regiony z małą ilością tlenu.

„To pierwsza globalna przestrzenna rekonstrukcja regionów o minimalnej zawartości tlenu w przeszłości” – mówi Davis. „I jest to zgodne z tym, co już widzimy w Oceanie Atlantyckim pod względem niższych poziomów tlenu. Cieplejsze wody zawierają mniej tlenu. Ta mapa martwej strefy z pliocenu może dać nam wgląd w to, jak Ocean Atlantycki może wyglądać za 100 lat na więcej Ziemi”.

Jaka będzie przyszłość ze znacznie mniejszą ilością tlen W Atlantyku znaczy? Według Daviesa może to mieć znaczący wpływ na wszystko, od magazynowania dwutlenku węgla i obiegu składników odżywczych w oceanie po sposób zarządzania rybołówstwem i gatunkami morskimi.

„OMZ działają jak„ podłoga ”dla zwierząt morskich — zostają zmiażdżone na powierzchnię”, mówi Davis. „Więc rybacy mogą nagle zobaczyć dużo ryb, ale to nie znaczy, że jest ich już więcej niż zwykle – są zmuszani do zajmowania mniejszej przestrzeni. Rybołówstwo będzie musiało wziąć pod uwagę skutki OMZ podczas zarządzania populacjami.

„Być może obserwujemy również subtelne, ale dalekosiężne zmiany w ilości składników odżywczych dostępnych dla życia w tych wodach powierzchniowych, a także tam, gdzie obecny jest dwutlenek węgla”.₂ Jest przechowywany przez ocean”.

Wyszukiwanie pojawia się w Komunikacja naturyDavis rozpoczął badania jako pracownik naukowy ze stopniem doktora na Uniwersytecie Yale. Badacz ze stopniem doktora Elizabeth Seibert, profesor nadzwyczajny geologii i geofizyki, Pensley Hull, były doktorant. Student Peter Jacobs i profesor nadzwyczajny nauk o atmosferze, oceanach i ziemi Natalie Borls również przyczynili się do tej pracy. Sibert i Hull z Yale University, Burls z George Mason University i Jacobs, dawniej w George Mason, w NASA.