Havet förser planeten med syre och näringsämnen och är en viktig koldioxidförrådskälla. Grunden för allt detta är fytoplankton – mikroskopiska alger som producerar organisk biomassa genom fotosyntes och med hjälp av näringsämnen, koldioxid och solljus. Forskare vid GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel har nu upptäckt hur ett komplext samspel mellan vind- och strömförhållanden i ekvatorialatlanten påverkar tillförseln av näringsämnen till de övre vattenlagren och därmed tillväxten av fytoplankton. Resultaten av deras studie publiceras idag i tidskriften Nature Geoscience.
Havet är inte bara en oumbärlig leverantör av syre och mat, utan också en viktig lagerhållare av koldioxid. Kärnan i dessa funktioner är fytoplankton, vars tillväxt är beroende av näringsämnen som nitrat, fosfat och järn. Dessa näringsämnen transporteras från djupet till ytan med vind och strömmar. Forskare vid GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel har, i samarbete med kollegor från Oregon State University och Lamont-Doherty Earth Observatory vid Columbia University, undersökt hur dessa processer formar ekosystemet i den ekvatoriella Atlanten. Deras resultat, som publiceras idag i tidskriften Nature Geoscience, ger nya insikter i säsongsbetonade fluktuationer i näringstillgången och ger ledtrådar till hur biologisk produktivitet kan utvecklas till följd av global uppvärmning.
Komplext samspel mellan vinddrivna processer
Ekvatorialhavet i östra Atlanten hyser ett av de biologiskt mest produktiva ekosystemen i världshaven, beroende av uppåtriktat nitratrikt vatten . Produktiviteten når sin topp under sommaren på norra halvklotet, driven av intensifierade ostliga vindar vid ekvatorn. Dessa vindar driver varmt ytvatten västerut, vilket gör att näringsrikt djupvatten kan stiga österut. Ekvatorialunderströmmen spelar också en avgörande roll: denna kraftfulla havsström transporterar kalla, näringsrika vattenmassor österut över Atlanten i djupare vattenlager. Säsongsbetonade vindar får denna ström att stiga och sjunka.
”Våra resultat visar komplexiteten i samspelet mellan vind- och strömningsprocesser i denna del av havet”, säger professor Peter Brandt, professor i experimentell oceanografi vid GEOMAR och huvudförfattare till studien. ”Tre olika drivmekanismer påverkar näringstillförseln vid ekvatorn: uppströmningen i öster orsakad av zonvindar, upp- och nedströmningen av den ekvatoriella underströmmen, och vinddriven blandning, som påverkas av solstrålningens dygnscykel. Dessa processer, stimulerade av olika aspekter av vindfältet, främjar eller försvagar näringstillförseln till ytan och bestämmer därmed bildandet och styrkan hos den årliga #
För att undersöka sambanden mellan vind, strömmar och näringsämnen genomfördes omfattande mätningar och provtagningar under två forskningsexpeditioner på det tyska forskningsfartyget METEOR (kryssningarna M158 och M181). Bland annat mättes temperatur, salthalt och nitrathalt, samt strömhastigheter, på olika djup. Långtidsobservationsdata, såsom data från instrument installerade på olika djup längs ekvatorn under många år, användes också för att analysera säsongsvariationer.
”Mätningar av havsturbulens spelar i synnerhet en avgörande roll i denna nyvunna förståelse”, förklarar Dr. Mareike Körner, en tidigare doktorand vid GEOMAR och nu verksam vid Oregon State University i USA. ”Dessa mätningar, som vi genomförde under våra forskningskryssningar, tillsammans med liknande data som samlats in av förtöjda instrument från våra amerikanska kollegor, ger värdefulla insikter i hur näringsämnen blandas från djupet till ytan under hela året.”
Känslig växelverkan mellan vind och strömmar
”Havets dynamik vid ekvatorn är ett finjusterat samspel mellan olika vinddrivna processer”, säger Peter Brandt. En bättre förståelse av detta är särskilt viktig mot bakgrund av klimatförändringarna: ”Klimatförändringar kan ha mycket olika effekter på näringstillförseln till detta viktiga marina ekosystem och därmed också få allvarliga konsekvenser för havets biologiska produktivitet.”
ursprungliga publikation
Brandt, P., Körner, M., Moum, JN, Roch, M., Subramaniam, A., Czeschel, R., Krahmann, G., Dengler, M., & Kiko, R. (2024). Säsongsproduktiviteten i den ekvatoriella Atlanten formad av distinkta vinddrivna processer. Nature Geoscience. DOI: 10.1038/s41561-024-01609-9
Läs också
CO2 och havsförsurning: GEOMAR testar innovativ metod | Pugnalom
Mikroplaster utbredda i fisk och skaldjur | Pugnalom
