يستخدم علماء المحيطات في القطب الجنوبي الأختام لإجراء البحوث في المياه الجليدية حيث تخشى السفن من الذهاب
ختم Weddell مع علامة CTD

ختم Weddell بعلامة CTD مثبتة على الرأس. الائتمان: Nobuo Kokubun (NIPR)

يواجه علماء المحيطات صعوبة كبيرة في إجراء التحقيقات عن طريق السفن في مناطق الجرف القاري في القطب الجنوبي حيث يرتبط الجليد بالشاطئ ، لذلك قام فريق من الباحثين باستبدال هذه الدراسات القائمة على القوارب بأجهزة استشعار متصلة بالأختام ، والتي تواجه صعوبة أقل بكثير في التنقل في مثل هذه المياه.

نشرت في المجلة دراسة تصف تقنية الاستقصاء المولود بالحيوان ونتائج الباحثين علم البحيرات وعلم المحيطات.

تعد الأرفف القارية في القارة القطبية الجنوبية واحدة من أكثر المناطق إنتاجية من الناحية البيولوجية في محيطات العالم نتيجة للكمية الكبيرة من العناصر الغذائية الناتجة عن التفاعلات بين المحيطات والجليد البحري والجرف الجليدي. في شرق القارة القطبية الجنوبية ، تعزز الرياح القوية katabatic إنتاج الجليد البحري في بولينياس الساحلية ، مناطق مياه البحر المفتوحة غير المجمدة المحاطة بالجليد البحري. خارج البولينيا ، يوجد في وقت ما جليد بحري واسع النطاق متصل بالشاطئ (المعروف باسم الجليد الصامد) حيث يسكن الكثير من الحيوانات المفترسة مثل فقمات ويديل وطيور البطريق الإمبراطور.

تلعب هذه التبادلات المائية بين المحيطات والجليد البحري والجرف الجليدي – لا سيما تلك بين المياه الدافئة العميقة القادمة من مناطق خارج الجرف ، ومناطق الجليد البحري التي تتغير مع الموسم ، والبولينيا الساحلية – أدوارًا مهمة في الإنتاج البيولوجي في جميع أنحاء مناطق الجرف القاري .

نتيجة للاختلاف الموسمي والإقليمي الكبير لتدفقات المياه “عبر الجرف” ، فإن المزيد من البيانات التي تصف كيف تتداخل المياه السطحية والعميقة من المناطق القريبة من الجرف على الجرف وتختلط بالمياه المحلية أمر ضروري من أجل فهم أعمق للإنتاج البيولوجي هنا.

ولكن نظرًا لصعوبة إجراء عمليات المراقبة الأوقيانوغرافية عن طريق السفن في مناطق الجرف القاري المغطاة بالجليد الثابت ، فإن عمليات تبادل المياه عبر الجرف وتغيراتها الموسمية ليست مفهومة جيدًا.

يستخدم علماء المحيطات في القطب الجنوبي الأختام لإجراء البحوث

كشفت الدراسة عن ملخص تخطيطي لأوقيانوغرافيا الخريف / أوائل الشتاء والظروف البيولوجية اللاحقة على الجرف القاري. تُظهر الأسهم الملونة تدفق المياه عبر الجرف المتقاطع ، وتُظهر أسهم الكتلة البيضاء التدفق المحتمل للطاقة الغذائية. يتم اختصار الكتل المائية على النحو التالي وتظهر بألوان مختلفة. mCDW: مياه قطبية عميقة معدلة (دافئة وعالية الملوحة) ، WW: ماء الشتاء (بارد ومنخفض الملوحة) ، AASW: المياه السطحية في القطب الجنوبي (دافئة ومنخفضة الملوحة). الائتمان: رسم توضيحي لـ Shinichiro Kinoshita

في السنوات الأخيرة ، بدأ الباحثون في نشر معدات تسجيل البيانات الأوقيانوغرافية للحيوانات البحرية ، ولا سيما المعدات التي تسجل التوصيل ودرجة الحرارة والعمق (CTD). تعد بيانات CTD أساسية لتحديد خصائص مياه المحيطات من خلال عمود الماء بأكمله ، وتسمح للعلماء بتقدير أصل المياه.

قال نوبو كوكوبون ، الأستاذ المساعد في المعهد الوطني الياباني للأبحاث القطبية والمؤلف الرئيسي من الدراسة ، “ولكن حتى هنا ، لم يكن هناك أي شيء يدرس المناطق الساحلية المغطاة بالجليد الثابت.”

لذلك أجرى الباحثون دراسة ميدانية لاستكشاف الظروف الأوقيانوغرافية في فصل الشتاء وعواقبها البيولوجية في شرق Dronning Maud Land و West Enderby Land في شرق القارة القطبية الجنوبية عن طريق ربط CTD-Satellite Relay Data Loggers مع الغراء إلى رؤوس ثمانية أختام Weddell في مارس إلى سبتمبر من 2017. تزن الحطابين حوالي نصف كيلوغرام وكان حجمها يقارب حجم مكعب روبيك صغير. تم إغلاق هذه المناطق بسبب الكم الهائل من الجليد الثابت وعدم وجود جروف قارية واسعة أو مناطق ساحلية مميزة.

باستخدام البيانات المنقولة من الفقمة المُجهزة ، وجد الباحثون أن المياه الدافئة والمنخفضة الملوحة ظهرت في باطن الأرض خلال الخريف ، وأصبح عمق المياه الدافئة أعمق مع تقدم الموسم. من خلال الدمج مع نمذجة الأرصاد الجوية والأوقيانوغرافية ، أظهر الباحثون أن الرياح الشرقية السائدة موسمياً خلال فصل الخريف تتسبب في تدفق المياه الدافئة السطحية الموجودة على الرفوف ، فضلاً عن احتمال وجود فريسة إضافية على الجرف القاري. في الواقع ، أشارت بيانات غوص الفقمة المسجلة بشكل متزامن إلى أن المياه الدافئة والمنخفضة الملوحة كان لها تأثيرات إيجابية على سلوك البحث عن الفقمات. بشكل عام ، يعتبر الباحثون أن العملية الفيزيائية التي تحركها الرياح قد تعزز توافر الفرائس في النظام البيئي البحري الساحلي في أنتاركتيكا.

أظهر التحقيق أن الأختام ذات المستشعرات الأوقيانوغرافية المرفقة بها يمكن أن تكون أدوات قوية لاستكشاف الظروف الأوقيانوغرافية والبيئية عبر مجموعة واسعة جدًا من الجروف القارية في القطب الجنوبي المغطاة بالجليد الصامد. الآن وقد تم إثبات ذلك ، يريد الفريق الذهاب إلى أبعد من ذلك وتقدير كمية المياه والفريسة التي يتم نقلها على الرفوف من خلال هذه العملية التي تحركها الرياح. في النهاية ، يأمل الباحثون أن يكونوا قادرين على استخدام هذه البيانات للتنبؤ بكيفية استجابة النظام البيئي البحري الساحلي في القطب الجنوبي للتغيرات السريعة المستمرة في الجليد البحري في القطب الجنوبي.

المرجع: “التسلل إلى شواطئ المياه السطحية للمحيطات يغير الهياكل الفيزيائية والبيولوجية للمحيط على الجرف القاري للقارة القطبية الجنوبية خلال فصل الشتاء: ملاحظات من الفقمة المُجهزة” بقلم نوبو كوكوبون ، ويوكيكو تانابي ، ودايسوكي هيرانو ، وفيغان مينساه ، وتاكيشي تامورا ، وشيجيرو أوكي ، وأكينوري تاكاهاشي ، 12 سبتمبر 2021، علم البحيرات وعلم المحيطات.
DOI: 10.1002 / lno.11914

حول المعهد الوطني للبحوث القطبية (NIPR)

يشارك NIPR في بحث شامل عبر محطات المراقبة في القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية. بصفته عضوًا في منظمة أبحاث المعلومات والأنظمة (ROIS) ، يزود المعهد الوطني للقطارات (NIPR) الباحثين في جميع أنحاء اليابان بدعم البنية التحتية لعمليات المراقبة القطبية الشمالية والقطبية الجنوبية ، ويخطط وينفذ مشاريع اليابان لمراقبة القطب الجنوبي ، ويُجري أبحاثًا في القطب الشمالي في مختلف المجالات العلمية مثل الغلاف الجوي. ، والصفائح الجليدية ، والنظام البيئي ، والغلاف الجوي العلوي ، والشفق القطبي ، والمجال المغناطيسي للأرض. بالإضافة إلى المشاريع البحثية ، ينظم NIPR أيضًا البعثة البحثية اليابانية في أنتاركتيكا ويدير العينات والبيانات التي تم الحصول عليها خلال هذه البعثات والمشاريع. كمؤسسة أساسية في أبحاث المناطق القطبية ، تقدم NIPR أيضًا لطلاب الدراسات العليا منظورًا عالميًا حول الأصالة من خلال برنامج الدكتوراه الخاص بها.

حول منظمة أبحاث المعلومات والنظم (ROIS)

منظمة أبحاث المعلومات والأنظمة (ROIS) هي منظمة أم لأربعة معاهد وطنية (المعهد الوطني للبحوث القطبية ، والمعهد الوطني للمعلوماتية ، ومعهد الرياضيات الإحصائية والمعهد الوطني لعلم الوراثة) ومركز الدعم المشترك لعلوم البيانات بحث. تتمثل مهمة ROIS في تعزيز البحوث المتكاملة والمتطورة التي تتجاوز حواجز هذه المؤسسات ، بالإضافة إلى تسهيل أنشطتها البحثية ، كأعضاء في معاهد بحثية مشتركة بين الجامعات.

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *