การศึกษาใหม่เชื่อมโยงการลดออกซิเจนอย่างรวดเร็วในอ่าวเซนต์ลอว์เรนซ์กับกระแสน้ำอันทรงพลังสองแห่ง: กระแสน้ำในอ่าวและกระแสน้ำลาบราดอร์

ทางน้ำที่กว้างขวางและอุดมสมบูรณ์ทางชีววิทยาในแคนาดาตะวันออก ซึ่งระบาย Great Lakes ของอเมริกาเหนือและเป็นที่นิยมของเรือประมง ปลาวาฬ และนักท่องเที่ยวได้สูญเสียออกซิเจนเร็วกว่าที่อื่นๆ ในมหาสมุทรทั่วโลก

กระดาษซึ่งปรากฏใน เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศธรรมชาติอธิบายว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในวงกว้างทำให้ระดับออกซิเจนลดลงในส่วนลึกของทางน้ำนี้ได้อย่างไร

“พื้นที่ทางตอนใต้ของนิวฟันด์แลนด์เป็นหนึ่งในภูมิภาคที่มีการสุ่มตัวอย่างที่ดีที่สุดในมหาสมุทร” มาริโอนา คลาเร็ต ผู้เขียนคนแรกซึ่งเป็นผู้ร่วมวิจัยจากสถาบันร่วมเพื่อการศึกษาบรรยากาศและมหาสมุทรของมหาวิทยาลัยวอชิงตันกล่าว “ยังเป็นพื้นที่ที่น่าสนใจมากเพราะอยู่ที่ทางแยกที่มีกระแสน้ำขนาดใหญ่สองกระแสขนาดใหญ่โต้ตอบกัน”

ใกล้ขาดออกซิเจน

หน่วยงานประมงของแคนาดาได้ติดตามความเค็มและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในภูมิภาคเซนต์ ลอว์เรนซ์ตั้งแต่ปี 1920 พวกเขาได้เฝ้าติดตามเฉพาะออกซิเจนมาตั้งแต่ปี 1960 และแนวโน้มที่ลดลงทำให้เกิดความกังวล

"การสังเกตการณ์ในอ่าวเซนต์ลอว์เรนซ์ชั้นในแสดงให้เห็นว่าออกซิเจนลดลงอย่างมาก ซึ่งกำลังเข้าสู่สภาวะขาดออกซิเจน ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถสนับสนุนสิ่งมีชีวิตในทะเลได้อย่างเต็มที่" Claret กล่าว

Claret กล่าว การลดลงของออกซิเจนส่งผลกระทบต่อปลาวูลฟ์ฟิชในมหาสมุทรแอตแลนติก และยังคุกคามปลาค็อดแอตแลนติก ปูหิมะ และปลาเฮลิบัตกรีนแลนด์ที่อาศัยอยู่ในส่วนลึก

กระแสน้ำกัลฟ์สตรีมและกระแสน้ำลาบราดอร์แยกจากกันใกล้กับช่องแคบลอเรนเทียน ซึ่งเป็นช่องทางลึกภายในอ่าวเซนต์ลอว์เรนซ์ที่กระแสน้ำทั้งสองไหลป้อน กระแสน้ำกัลฟ์สตรีมมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนแปลงในมหาสมุทรแอตแลนติก Meridional Overturning Circulation (เครดิต: Mariona Claret / U. Washington)

Claret ผู้ซึ่งทำงานในขณะที่อยู่ที่มหาวิทยาลัย McGill กล่าวว่า "มีการรายงานการลดลงของออกซิเจนในภูมิภาคนี้แล้ว แต่สิ่งที่ไม่ได้สำรวจมาก่อนคือสาเหตุที่แท้จริง

ผลการวิจัยยืนยันผลการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ที่แสดงให้เห็นว่า ขณะที่ระดับคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นในช่วงศตวรรษที่ผ่านมาอันเนื่องมาจากการปล่อยมลพิษของมนุษย์ กระแสน้ำกัลฟ์สตรีมได้เคลื่อนตัวไปทางเหนือ และกระแสน้ำลาบราดอร์ก็อ่อนแรงลง เอกสารฉบับใหม่พบว่าสิ่งนี้ทำให้น้ำอุ่น เค็ม และออกซิเจนต่ำของกัลฟ์สตรีมไหลลงสู่ทะเลเซนต์ลอว์เรนซ์

การจำลองขนาดใหญ่

นักวิจัยใช้ผลลัพธ์จากแบบจำลองห้องปฏิบัติการพลศาสตร์ของไหลธรณีฟิสิกส์ของ National Oceanic and Atmospheric Administration ซึ่งเป็นแบบจำลองคอมพิวเตอร์ความละเอียดสูงที่จำลองมหาสมุทรของโลกด้วยจุดข้อมูลทุก 8 กิโลเมตร (5 ไมล์) การจำลองใช้เวลาเก้าเดือนในการดำเนินการโดยใช้โหนดคอมพิวเตอร์ 10,000 โหนด ซึ่งใหญ่มาก แม้กระทั่งตามมาตรฐานของแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลก

ด้วยความแม่นยำนี้ กระแสน้ำวนและรายละเอียดของแนวชายฝั่งที่มีอิทธิพลต่อการหมุนเวียนของมหาสมุทรจึงเริ่มปรากฏขึ้น ผลลัพธ์จากแบบจำลองรวมกับข้อสังเกตทางประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นว่าเมื่อระดับคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้น น้ำจากกัลฟ์สตรีมเข้ามาแทนที่น้ำทะเลลาบราดอร์ในส่วนลึกของอ่าวเซนต์ลอว์เรนซ์

พายุในทะเลลาบราดอร์สร้างความปั่นป่วนให้กับน่านน้ำที่กระแสน้ำลาบราดอร์พัดพาไป และอากาศที่ดูดซับที่พื้นผิวจึงปะปนกันต่ำกว่าพื้นผิวมาก อย่างไรก็ตาม กัลฟ์สตรีมมีการแบ่งชั้นมากกว่าในชั้นแนวนอนที่เสถียร ชั้นบนสุดมีออกซิเจนจากอากาศด้านบน แต่สัตว์ทะเลได้ใช้ออกซิเจนของชั้นล่าง

ต่อไปจะเป็นยังไงไม่รู้

ยิ่งไปกว่านั้น Gulf Stream ที่อุ่นกว่านั้นมีความหนาแน่นเท่ากันที่ระดับความลึกที่มากขึ้น ดังนั้นชั้นที่ลึกกว่าและปราศจากออกซิเจนจาก Gulf Stream จึงใช้เส้นทางที่มีความหนาแน่นเช่นเดียวกับน้ำใกล้พื้นผิวที่อุดมด้วยออกซิเจนจากกระแสน้ำ Labrador Current

"เราเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของออกซิเจนบนชายฝั่งกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำขนาดใหญ่ในมหาสมุทรเปิด" Claret กล่าว

ในแบบจำลอง การเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนของมหาสมุทรขนาดใหญ่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนและออกซิเจนในอ่าวเซนต์ลอว์เรนซ์ยังสอดคล้องกับการลดลงของการไหลเวียนของมหาสมุทรแอตแลนติก Meridional Overturning ซึ่งเป็นรูปแบบการหมุนเวียนของมหาสมุทรที่ทราบว่ามีอิทธิพลอย่างมากต่อสภาพอากาศในซีกโลกเหนือ

Claret กล่าวว่า "ความสามารถในการเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงชายฝั่งกับ Atlantic Meridional Overturning Circulation เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมาก

การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าออกซิเจนที่ลดลงครึ่งหนึ่งที่สังเกตได้ลึกลงไปในแม่น้ำเซนต์ลอว์เรนซ์นั้นเกิดจากน้ำอุ่นเท่านั้น ซึ่งไม่สามารถกักเก็บออกซิเจนได้มากพอ อีกครึ่งหนึ่งน่าจะเกิดจากปัจจัยอื่นๆ เช่น กิจกรรมทางชีวภาพในกระแสน้ำทั้งสองและภายในช่องทาง

จะเกิดอะไรขึ้นต่อไปไม่เป็นที่รู้จัก Claret กล่าว ระดับออกซิเจนในเซนต์ลอว์เรนซ์จะขึ้นอยู่กับคำถามที่ใหญ่กว่ามาก เช่น ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มนุษย์จะปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า และกระแสน้ำในมหาสมุทรขนาดใหญ่จะตอบสนองอย่างไร

European Research Council, กระทรวงเศรษฐกิจและการแข่งขันของสเปน, มูลนิธิแคนาดาเพื่อนวัตกรรม และ NOAA ให้ทุนสนับสนุนงานนี้ ผู้เขียนร่วมเพิ่มเติมมาจากมหาวิทยาลัยอิสระแห่งบาร์เซโลนา มหาวิทยาลัยโรดไอแลนด์; มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส; มหาวิทยาลัย Dalhousie ในโนวาสโกเชีย; การประมงและมหาสมุทรแคนาดา; และห้องปฏิบัติการพลศาสตร์ของไหลธรณีฟิสิกส์ของ NOAA

ที่มา: มหาวิทยาลัยวอชิงตัน

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน