Language
Country/Area
No result found
Почему в 75% мирового океана мало питательных веществ и хлорофилла? Исследуйте секреты этих загадочных вод!
Около 75% Мирового океана относятся к зонам с низким содержанием питательных веществ и хлорофилла (LNLC). Специфика этих территорий интересна, и их существование не только влияет на функционирование морских экосистем, но и играет важную роль в глобальном цикле углерода. Изучение причин этих тайн приведет нас к более глубокому пониманию таинственности и хрупкости океана и в то же время предоставит важные подсказки для его будущей защиты и использования.
Характеристики регионов LNLC
Так называемые районы с низким содержанием питательных веществ и хлорофилла относятся к водам, которые богаты меньшим количеством питательных веществ (таких как азот, фосфор и железо), что напрямую приводит к снижению первичной продуктивности в этих районах, что проявляется в низком концентрации хлорофилла. Эти районы часто описываются как олиготрофные и сосредоточены в основном в субтропических водоворотах, а также в Средиземном море и некоторых внутренних озерах.
Области LNLC существуют из-за того, что физические процессы ограничивают доступность питательных веществ, заставляя питательные вещества перерабатываться в основном в фотической зоне и выбирать более мелкие виды фитопланктона.
Физические и биологические факторы круговорота питательных веществ
Рост фитопланктона происходит в основном в смешанном слое, верхнем слое океана, где достаточно световой энергии, а турбулентное перемешивание на поверхности увеличивает вертикальную однородность температуры, солености и плотности вдоль океана. В этих регионах LNLC наличие питательных веществ обеспечивается в основном тремя источниками: повторное поступление глубинных океанских вод, рециркуляция с поверхности океана и «внешние» питательные вещества из атмосферы или суши. Образование областей LNLC является результатом множества процессов, включая биологические насосы, экмановское погружение и стратификацию водной толщи.
Биологический насос создает градиент питательных веществ, экспортируя органические вещества из поверхностного океана в глубинный, что приводит к увеличению дефицита питательных веществ в регионе LNLC.
Производительность региона LNLC
Хотя первичная продукция на единицу площади в регионах LNLC, как правило, ниже, по оценкам, 40% мировой продуктивности океана приходится на эти регионы. Это связано с тем, что регион LNLC большой и большая его часть расположена в субтропическом вихре. Воды в этих районах, как правило, теплее и более стратифицированы, что ограничивает поступление новых питательных веществ и делает основным источником питательных веществ «цикл регенерации».В районе LNLC, хотя новое производство и невелико, органическое вещество, выходящее через биологический насос, все равно будет в определенной степени повторно использоваться в биологическом цикле.
Изменчивость регионов LNLC
Хотя регионы LNLC, как правило, бедны питательными веществами, эти территории по-прежнему динамичны и претерпевают изменения в зависимости от времени года. Например, североатлантический субтропический круговорот зимой сокращается, а летом расширяется. Долгосрочные тенденции показывают, что субтропический вихрь в Северном полушарии расширяется, тогда как вихрь в Южном полушарии ослабевает. Изменение климата усугубляет процесс термостратификации, что ограничивает доступность питательных веществ и, таким образом, изменяет закономерности первичной продукции.
По мере потепления океанов растет интерес к будущему региона LNLC, и многие исследователи опасаются, что это повлияет на глобальный экологический баланс.
Конкретные примеры регионов LNLC
Североатлантический субтропический вихрь
Являясь центром субтропического круговорота Северной Атлантики, Саргассово море, хотя в норме является олиготрофным, имеет значительно более высокие показатели первичной продукции, чем ожидалось, из-за фиксации азота и сезонной динамики. Северная Атлантика получает фосфаты из Северного Ледовитого океана, а азотфиксирующие цианобактерии, такие как Trichodesmium, обеспечивают нитраты.
Северо-Тихоокеанский субтропический вихрь
Это один из крупнейших водоворотов в мире, где первичная продукция ограничена азотом, фосфором и железом и находится под влиянием ЭНЮК и PDO. Исследование показывает, что во время явления ЭНЮК 1997–1998 годов основные компоненты производственных моделей изменились, что повлияло на физические и биологические процессы в регионе.
Средиземное море
Олиготрофный характер Средиземноморья обусловлен его уникальным противоприливным циклом. В водах здесь наблюдается сильный градиент снижения содержания питательных веществ с запада на восток, при этом относительно важным становится повышение потребности в азоте и фосфоре.
Мониторинг территорий LNLC
Ввиду удаленности и размеров региона LNLC мониторинг свойств этих вод чрезвычайно сложен. Сбор данных требует работы в суровых условиях окружающей среды и должен поддерживаться международным сотрудничеством и ресурсами, что влияет на надежность данных.
Сочетание наземных приборов и спутниковых снимков дает ценную информацию об этих загадочных водах, но будущий мониторинг потребует большей международной поддержки и осведомленности.
По мере того, как мы все глубже погружаемся в тайны этих бедных питательными веществами и хлорофиллом районов, мы не можем не задаться вопросом, как состав этих загадочных вод и экосистемы, которые они вмещают, повлияют на нашу будущую морскую среду?
