研究揭示了飓风如何影响深海生态系统,碳循环

研究人员研究了飓风尼科尔的影响,在此处在2016年接近百慕大,在海洋的碳循环和深海生态系统上。

在2016年10月初,一个名叫尼科尔的热带风暴在大西洋中间形成。它漫游六天,加强了一个强大的飓风,在击中百慕大岛作为3类风暴之前。

像妮可这样的飓风会对土地上的人类结构造成重大损害,通常是永久改变陆地景观。但这些强大的风暴也影响了海洋,而我们对他们的表面影响有所了解,我们对飓风的影响很多影响了深海。

芝加哥附属海洋生物实验室大学研究人员和海洋科学研究所研究人员的新研究为这些影响提供了新的洞察力。尼科尔对团队报告的海洋碳循环和深海生态系统产生了显着影响。

研究深海

科学家们对飓风如何影响海洋的表面层,阳光照射区,在可能发生光合作用。飓风的强风搅拌较冷的水从下面升起,使养分等氮和磷作为表面,刺激短寿命的藻类绽放。但是较低的影响很难跟踪。

自1978年以来,海洋助势计划一直在持续测量沉没颗粒,称为海洋雪,在深纱海中。这是它的最长的时间序列。在击中百慕大之前,飓风妮可通过OFP网站通过了大约50英里的百慕大。这让科学家们为研究飓风如何影响深海的独特机会。

在中心,科学家Rut Pedrosapàmies(MBL)和Maureen Conte(MBL和BIOS)和R / V大西洋探险家的船员在萨尔加索海洋系泊的海洋助殖计划中恢复了深海海洋沉积物陷阱。该沉积物陷阱在3,200米的深度下连接到系泊线,并在六个月的部署期间连续采样下沉的粒子通量。新鲜的白色样品瓶每两周旋转到陷阱漏斗下的位置,以提供助焊剂的时间分辨记录。

为了研究深海,节目串科学设备,包括沉积物陷阱,在系泊线上的各种深度,从位于海底的2,000磅的锚上延伸,位于表面下方2.8英里。

新研究提供了飓风影响海洋生物泵的第一种直接证据,该过程是生物体从表面转移到更深的海洋层和海底的过程中的过程。

与飓风尼科尔相关的高速风产生强烈的表面 - 海洋冷却和强大的电流和水下波,其中一些持续了两周以上。这显着加速了生物泵,用电流将营养物推入表面层,触发藻类绽放。

然后将增压的生物泵从飓风诱导的藻类迅速汇集到深海中的飓风诱导的藻类。这为深海的海洋生物提供了大量的食物,其中光线不会到达。

科学家们发现沉积物陷阱的新鲜有机材料在4900英尺和表面下方10,500英尺处的新鲜有机材料增加。在飓风尼科尔飓风段之​​后的OPP遗址的藻类生长测量是过去25年来最高观察到的。

“表面和深海在这些强大风暴之后,Rut PedrosaPàmies,一名生态系统中心和第一个研究作者的生物园艺和海洋学家解释道。“达到这些深度的材料对于深海生态系统至关重要。”

长期影响

自1980年以来,七类3类或更大的飓风已在百慕大的186英里范围内通过。这些飓风影响总共超过32,800平方英里的地表水 - 一个大于缅因州的地区。

目前的气候模型表明,随着人类诱导的全球变暖的持续,飓风强度可能会增加。这可以扩大飓风所扰乱的海洋区域,对海洋生物地球化学循环和深海生态系统的影响。

由于深海的极端条件,这种显着的生物群落难以难以研究。此外,由于极端天气条件下船上数据收集的困难,飓风的直接影响并不了解。像OFP使用的沉积物陷阱对于了解他们对深海的影响至关重要。

当OFP于1978年开始时,科学家只能每两个月收集一杯沉没的粒子。“现在,我们在三个深度上有两周的样本分辨率和沉积物陷阱,”Pedrosapàmies说。

随着新设备和技术的扩散来研究深海,了解最后的边境终于达到。

参考:“飓风通过R.Pedrosa-Pàmies,M.H.Cyber​​,J.C.Weber和R. Johnson,2019年8月16日,Geophysical Research Letters.doi:
10.1029 / 2019GL083719.

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