https://frosthead.com

Как сбор данных уплотнения помогают ученым измерить тающую Антарктику

Брайс Луз может точно сказать, что чувствует слоновий тюлень: пушистая надувная мягкая игрушка, не такая жесткая, как баскетбольный мяч. Он может рассказать вам, как большие колбаски подвергаются не очень приятной ежегодной «катастрофической линьке», в которой они, кажется, буквально распадаются, поскольку они сбрасывают свою коричневую волосатую кожу, чтобы освободить место для нового меха. Он даже может рассказать вам, как ужасно пахнут фекалии слонов.

Связанный контент

  • Тюлени - маленькие помощники ученых для сбора данных об океане

«Вы попадаете туда, и все пахнет как какашка, но вы приступаете к делу», - вспоминает Лозе, океанограф, впервые отмечающий тюленей в западной Антарктиде, недалеко от ледника Пайн-Айленд, самого быстрого сокращающегося ледника в мире. За последние 15 лет ледник истончался со скоростью более одного метра в год, осушая территорию, составляющую две трети территории Соединенного Королевства.

В 2014 году Loose был частью команды, которая помогла пометить слона (Mirounga leonina) и тюленей Уэдделла (Leptonychotes weddellii) для исследования. Однако тюлени не были предметом исследования - они были его научными сотрудниками. Лузе помог установить способным дайверам трекеры, чтобы они могли собирать данные о температуре и солености моря Амундсена на больших глубинах, что позволило бы понять механизм быстрого таяния льда в Антарктиде. Исследование было опубликовано в Geophysical Research Letters в мае 2018 года.

В настоящее время ученые предполагают, что таяние Антарктики частично вызвано более теплым, соленым течением подо льдом, известным как «циркумполярные глубинные воды». Эти воды, которые присутствуют на глубинах 400 метров, поднимаются на поверхность и облизывают нижнюю часть ледяные щиты, таяние их и позволяющие поднять уровни моря.

«В заливе Пайн Айленд это особенно важно», - говорит Хелен Маллетт, ведущий автор исследования и аспирант в Университете Восточной Англии в Великобритании. «Приполярная глубокая вода там тает нестабильный, быстро истончающийся ледник Пайн Айленд, который, в свою очередь, осушает уязвимый и массивный ледяной покров Западной Антарктики». Если весь нестабильный лед в западной Антарктиде тает, уровень моря может повыситься до 10, 5 футов. во всем мире.

Ученые знают, что теплое течение существует в море Амундсена, но им нужно знать больше. Чтобы получить полную картину, ученым необходимо ответить на несколько основных вопросов: где именно теплые воды? Насколько толстый слой теплой воды? Как это меняется от зимы к лету?

Для этого они обратились к огромным морским млекопитающим с большими глазами щенка.

Исследователи успокаивают тюленей Уэдделла дротиками перед тем, как надеть их головной убор для сбора данных. Исследователи успокаивают тюленей Уэдделла дротиками перед тем, как надеть их головной убор для сбора данных. (Ларс Беме)

Тюлени известны своими впечатляющими навыками дайвинга, некоторые виды торпедируют на глубину до 2000 футов даже при минусовых температурах. Эти навыки сделали их идеальными партнерами для сбора данных о температуре на морском дне. Исследователи не собрали никаких зимних данных в этом регионе, потому что условия слишком суровые для людей.

«Мы могли видеть, что тюлени ныряют на такие крайние глубины и преодолевают такие огромные расстояния», - говорит Майк Федак, биолог по тюленям из Университета Сент-Эндрюс в Великобритании, который помечает животных в течение последних 39 лет. «Эти животные идут туда, куда мы не можем».

Но сначала им нужно было оборудовать печатей. Мечение тюленей не входит в сферу компетенции Маллетта, поэтому она сотрудничала с Федаком и его коллегами из Исследовательского отдела морских млекопитающих в Сент-Эндрюсе. Благодаря финансированию Программы исследований стабильности ледникового щита Совета по исследованиям окружающей среды группа направилась в регион ледника Пайн-Айленд, чтобы начать мечение в феврале 2014 года.

Под руководством Федака команда сначала издалека осмотрела тюленей, а затем приблизилась к ним, пока они не оказались в нескольких шагах от животных. Затем они успокоили одну, выплюнув дротик, наполненный обычным успокоительным хищником, и подняли 2-тонную печать, чтобы измерить ее размер и вес.

Исследователи отряхнули лишние волосы вокруг брови тюленя, намазали эпоксидным клеем и установили регистратор данных спутникового реле глубины проводимости-температуры - датчик с выступающими тощими антеннами, создавая впечатление, будто у уплотнения есть рог. Исследователи надеялись, что устройство останется включенным до следующего года, когда тюлень избавится от него при ежегодном линьке. До тех пор тюлени будут плавать в чем-то похожем на импровизированный костюм единорога.

В общей сложности Федак и его команда отметили семь морских слонов, найденных на сухих пляжах возле острова Пайн. Две недели спустя они снова решили пометить семь дополнительных тюленей Уэдделла, которые любят лед, в отличие от морских слонов. Кроме того, в то время как морские слоны любят нырять в открытой воде, тюлени Уэдделла ныряют перед ледниками и известны своей способностью приближаться ко дну дна океана.

Уэдделла # 1-wr.jpg Исследователи сохраняют спокойствие тюленей после успокоения их. (Брайс Луз)

Маркировка тюленей Уэдделла весьма отличалась от маркировки тюленей слонов. В гораздо более шумных условиях, чем морские слоны, любящие пляж, команда нашла одну одиночную печать на плавающем ледяном покрове. Тюлени Уэдделла уже закончили линьку, поэтому сцена была намного чище. Мех тюленей Уэдделла казался красивым лоскутным одеялом с пятнами серого на темно-серебристой коже. Снежные куртки тюленей казались почти светящимися.

Федак и его команда потянулись за печатью на ярко-красном 7000-тонном корабле, который грохотал по земле - не совсем тонко. Федак сказал, что если бы он был печатью, он, вероятно, сделал бы перерыв для воды и избежал бы суматохи. Но эта печать не сделала. Почему бы и нет? У тюленей Уэдделла нет наземных хищников, так как его двумя основными хищниками являются леопардовые тюлени и косатки. Даже если тюлень чувствует себя под угрозой исчезновения на суше, он будет колебаться, прежде чем войти в воду, где существует известная угроза.

«Определенно есть что-то особенное во взаимодействии с такими близкими животными», - говорит Луз. «Морские слоны были более сдержанными, но морские котики были такими милыми».

Примерно через девять месяцев, когда сенсоры упали, тюлени слонов и Уэдделла собрали больше данных о летнем и зимнем океане в этом районе моря Амундсена, чем когда-либо исследователи. Тюлени собрали данные за 11 307 погружений, из которых 6 704 предоставили полезные данные о температуре. Напротив, предыдущие измерения, сделанные с судов, дали только около 1000 наборов данных за последние два десятилетия.

Исследование показало, что слой более теплой циркумполярной глубокой воды был более толстым зимой и, таким образом, содержал больше тепла и соли, чем в летние месяцы. Это говорит о том, что циркумполярная глубокая вода может растопить больше льда зимой, чем летом. Это интригует, говорит Маллетт, потому что это противоречит тому, что исследователи видели к западу от моря Амундсена.

«Наблюдая за этими сезонными изменениями, мы можем изучить физические механизмы перемещения теплой воды в этом районе», - говорит Йоши Накаяма, океанолог из Лаборатории реактивного движения НАСА, которая не участвовала в исследовании. «Мы должны понимать процессы, и наличие данных - это первый шаг».

Пристанинный морской слон, готовый собирать данные. Пристанинный морской слон, готовый собирать данные. (Михаил Федак)

Конечно, есть риск использования этой неортодоксальной стратегии. Однажды Лус и несколько других были затянуты не полностью успокоенным морским слоном, пытающимся сделать перерыв для воды. Федак выкрикивал приказы, и мужчины смогли перенаправить печать, которая в конечном итоге успокоилась, когда успокоительное усилилось. Даже когда печать успокоена, экипаж должен сохранять бдительность, поскольку он окружен полностью проснувшимися крупными тюленями.

В начале 2000-х годов идея использования морских млекопитающих в качестве наблюдателей за океаном казалась смешной. Федак вспоминает об этом, когда впервые представил эту идею группе океанологов на конференции в начале 2000-х годов. Он только что успешно установил аналогичные датчики температуры для белух - «с ними гораздо проще работать, чем с белухами, могу вас заверить», - говорит он, - но океанографы не были в этом уверены.

«Меня посмеяли, когда мне впервые предложили это на океанографической встрече в Лондоне», - говорит Федак. «Я пытался продать их, используя тюленей с капюшоном в Северной Атлантике, чтобы понять поведение Гольфстрима, и они выпускали дорогие буи, чтобы измерить его… Они просто буквально смеялись».

Они больше не смеются. В этом исследовании впервые исследователи использовали тюленей для сбора данных в этом регионе Южного океана, но многие другие начали использовать тюленей для сбора данных об океане, а также о китах и ​​косатках. Группа международных исследователей даже создала открытую систему баз данных, которая делится полученными животными данными об океанах под названием «Морские млекопитающие, исследующие полюс океана». База данных содержит более 500, 00 свободно доступных данных об океане, собранных морскими млекопитающими. «Это была мечта, чтобы получить эти данные в руках многих людей», сказал Федак.

Федак продолжит добавлять данные в базу данных, помечая пушистых млекопитающих для сбора данных для океанографического сообщества в течение многих лет. Другими словами, его судьба в значительной степени решена.

Как сбор данных уплотнения помогают ученым измерить тающую Антарктику