NOCS: Expedition to Investigate Carbon in the Benguela Upwelling

الصورة: شركة نفط الشمال

في مايو 2018 ، سيبدأ اكتشاف السفينة البحثية الملكية (RSS) رحلة استكشافية علمية طموحة إلى جنوب المحيط الأطلسي لدراسة دور المناطق منخفضة الأكسجين في تخزين الكربون في المحيطات. ستساعد نتائج هذا البحث على تحسين فهم الكيفية التي تسهم بها بيولوجيا المحيطات في تخزين الكربون على المدى الطويل في المحيط.

وسيقوم المركز الوطني لعلوم المحيطات (NOC) بقيادة هذه الحملة إلى منطقة بنجويلا للقفز النهري في جنوب المحيط الأطلسي ، حيث ترتفع المياه الباردة الغنية بالمغذيات إلى السطح ، مما يوفر الغذاء اللازم لتزويد النباتات البحرية الصغيرة بالوقود بكثرة من النباتات البحرية الصغيرة ، وتسمى العوالق النباتية.

يشكل العلم الذي تم إجراؤه في هذه الحملة الأخيرة جزءًا من مشروع COMICS ، وهو المفتاح لتحسين فهم كيفية تأثر المناخ بحياة في منطقة "الشفق". هذا هو جزء من المحيط ما بين 100 و 1000 متر ، حيث يكون ضوء الشمس بالكاد يمكن اكتشافه. المخلوقات الصغيرة في المنطقة الشفقية تصطاد وتقطع المادة المتروكة من سطح البحر ، مما يؤدي إلى تخزين الكربون في هذه المادة في المحيط وليس في الغلاف الجوي.

من المعروف حاليًا أن كفاءة نقل الكربون من الجو عبر منطقة الشفق هي المفتاح لتنظيم مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فإن العمليات التي تتحكم في كفاءة التخزين البيولوجي للكربون في أعماق المحيطات ليست معروفة جيداً ، مما يشكل عقبة في التنبؤ بكيفية تأثرها بتغير المناخ.

وقالت الدكتورة ستيفاني هينسون ، عالمة NOC ، التي ستتولى قيادة هذه الحملة: "بينما تغرق العوالق النباتية عبر منطقة الشفق ، فإنها تجرد ماء الأكسجين. هذه المنطقة من جنوب المحيط الأطلسي مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأننا نعتقد أن بيئة الأكسجين المنخفضة هذه يمكن أن يكون لها تأثير على قدرة المحيط على تخزين الكربون. على سبيل المثال ، قد لا تتمكن الحيوانات التي تستهلك عادةً المواد العضوية التي تغرق عبر منطقة الشفق من البقاء في ظروف نقص الأوكسجين.

كجزء من COMICS ، نقوم بعثات إلى مناطق ذات مستويات مختلفة جداً من الأكسجين ودرجات الحرارة والعوالق النباتية لاكتشاف كيف تؤثر هذه الخصائص على غرق الكربون في منطقة الشفق. "

حتى العام الماضي ، بدا أن الحيوانات التي تعيش في منطقة الشفق تحتاج إلى ستة أضعاف الكربون من أجل البقاء والنمو أكثر مما كان يتم توفيرها لهم. ومع ذلك ، فقد تمكنت دراسة رائدة نشرها علماء NOC في Nature من تحقيق التوازن بين "ميزانية الكربون" في هذه المنطقة ، وبالتالي شرح هذا التناقض.

وأضاف البروفيسور ريتشارد ساندرز ، الباحث الرئيسي في مشروع كومكس ، "هذه النظرية الجديدة أصبحت ممكنة بفضل التكنولوجيا الرائدة عالمياً التي تم تطويرها هنا في شركة نفط الشمال. لقد مكنتنا مصائد الرواسب التي بنيناها من قياس الكربون الغارق الأقرب إلى السطح مما كان ممكناً من قبل ، مما يعني أن قياساتنا لمقدار الكربون الذي يدخل منطقة الشفق كانت أكثر دقة. "

تقيس مصائد الرواسب التي طورتها شركة نفط الشمال حجم الرواسب التي تغرق في فترة زمنية معينة. غالباً ما يشار إلى هذه الرواسب باسم "الثلوج البحرية" لأنها تسقط برفق عبر المحيط. سيتم استخدام مصائد الرواسب في مناطق مختلفة خلال مشروع COMICS ، مما يسمح للعلماء بحساب كمية الكربون التي تدخل نظام المحيطات العالمية بشكل أكثر دقة.

سيقارن مشروع COMICS أيضًا كمية الكربون التي تدخل النظام مع كمية الكربون التي تستهلكها العمليات البيولوجية داخل منطقة الشفق عن طريق قياس المعدل الذي تقوم به الحيوانات ، مثل قنديل البحر والقشريات ، بالتنفس.

وبمجرد أن استطاعت كوميكس فهم كيفية عمل منطقة الشفق ، سيتم تطوير أول نموذج لنقل الكربون في منطقة الشفق بناءً على القياسات البيئية المباشرة. في السابق ، استندت النماذج إلى القياسات غير المباشرة للإيكولوجيا ، مثل درجة الحرارة ، والتي لا يمكن أن تفسر الكفاءة المرصودة في نقل الكربون وحده. سيتم أولاً إنشاء نموذج رياضي بسيط لمنطقة الشفق ثم تطبيقه في نماذج المناخ العالمي.

ويقود مشروع كوميكس شركة نفط الشمال وهي عبارة عن تعاون بين المسح البريطاني في أنتاركتيكا وجامعات كوين ماري لندن وليفربول وأكسفورد وهيروت وات وسوثامبتون. تلقى المشروع تمويلاً من مجلس البحوث البيئية الطبيعية (NERC).