Mieszanie węglanów w Morzu Koralowym
W lutym 2023 r. tropikalny cyklon Gabrielle skierował się na południe przez Morze Koralowe i przeleciał nad płaskowyżem Bellona — płytkim obszarem położonym 600 kilometrów (400 mil) na zachód od Grande Terre, głównej wyspy Nowej Kaledonii. Niegdyś spora wyspa podczas epoki lodowcowej plejstocenu, płaskowyż jest teraz zanurzony pod wodą na głębokość 25-50 metrów. Znajdują się na niej rafy pełne koralowców, glonów koralowych, mięczaków, otwornic i wielu innych rodzajów życia morskiego ze szkieletami lub muszlami z węglanu wapnia.
Znaki podwodnych raf i platform węglanowych są często subtelne na zdjęciach satelitarnych. Ale wiatry Gabrielle były na tyle gwałtowne, że burza pozostawiła wyraźny ślad ekosystemu węglanowego pod wodą. Przechodząca burza wzburzyła wystarczającą ilość osadów węglanowych, aby tymczasowo odbarwić ponad 13 000 kilometrów kwadratowych wody, czyli obszar wielkości Puerto Rico. Zdarzenia ponownego zawieszenia tej wielkości są rzadkie na płaskowyżu Bellona, przy czym jest to dopiero drugi raz, kiedy zdarzyło się to na taką skalę od wystrzelenia czujnika MODIS na satelicie Terra w 1999 roku.
Gabrielle przelatywała nad tym obszarem 9 lutego 2023 r., kiedy spektroradiometr obrazujący o średniej rozdzielczości (MODIS) na satelicie NASA Terra uzyskał pierwsze zdjęcie powyżej. Po opadnięciu chmur burzowych satelita zaobserwował osad węglanowy, który zawiesił się w wodzie (drugie zdjęcie) 11 lutego 2023 r. Osad dryfował w prądach oceanicznych przez tydzień, a woda nad płaskowyżem Bellona powróciła do swojego normalny kolor do 20 lutego 2023 r.
Operational Land Imager-2 (OLI-2) na Landsat 9 uchwycił szczegółowe zdjęcia (poniżej) przedstawiające osad wirujący w wirach wokół płaskowyżu 12 lutego 2023 r. Osad był prawdopodobnie drobnoziarnistym mułem węglanowym zmieszanym z większym piaskiem węglanowym prawdopodobnie powstał w wyniku erozji i nagromadzenia fragmentów szkieletów koralowców, glonów koralowych i twardych skorup organizmów morskich żyjących na płaskowyżu.
„Przy odpowiednim składzie chemicznym wody i ilości światła, płaskowyże takie jak ten stają się głównymi fabrykami węglanu wapnia” – wyjaśnił James Acker, oceanograf z ADNET Systems w Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center (GES DISC). Wcześniejsze szacunki sugerowały, że chociaż płytkie obszary przybrzeżne zajmują zaledwie 7 procent powierzchni oceanów, generują około połowy światowych osadów węglanowych w morzu.
Acker używa satelitów do obserwacji zdarzeń związanych z resuspensją węglanów od czasu wystrzelenia w 1997 r. czujnika Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS). do głębszych wód przez wiatry, prądy lub inne procesy.
„Głębokie wody oceaniczne rozpuszczają węglanowe błota i piaski, gdy toną” – wyjaśnił Acker. „To może pomóc przeciwdziałać trwającemu zakwaszeniu oceanów, które obserwujemy, spowodowanemu rosnącym poziomem dwutlenku węgla w atmosferze”. W niektórych przypadkach, w zależności od składu chemicznego wody, węglany rozpuszczają się na głębokości nawet 500 metrów. W innych rozpuszczają się na głębokościach bliższych 4,5 kilometra.
Szacunki wskazują, że oceany pochłaniają około 30 procent dwutlenku węgla, który ludzie uwalniają do atmosfery. Część tego węgla zostaje włączona do muszli i osadów i ostatecznie magazynowana jako węglan wapnia w wapieniu i innych skałach osadowych, co sprawia, że platformy węglanowe i morskie skały osadowe są ważnym pochłaniaczem dwutlenku węgla.
Jednak szacunki dotyczące tego, ile węglanów produkują, eksportują i przechowują te płytkie rafy węglanowe i płaskowyże, znacznie się różnią. I istnieje znaczna niepewność co do tego, jak zmieni się zdolność oceanu do magazynowania węgla wraz ze zmianą kwasowości oceanu. Bardziej kwaśne wody oceaniczne utrudniają wielu organizmom morskim budowanie muszli z węglanu wapnia i rozwój, więc zakwaszenie może zmniejszyć ilość węgla przechowywanego w skałach osadowych.
Pierwszym krokiem do zbadania, w jaki sposób zmiany klimatu mogą zmieniać cykl węgla w morzu, jest po prostu zrozumienie i udokumentowanie, ile osadów węglanowych krąży między wodami płytkimi i głębokimi, wyjaśnił Acker. To skłoniło Ackera i sedymentologa Jude Wilber do zbadania dziesięcioleci danych satelitarnych, aby dowiedzieć się, czy burze i wiatry odgrywają ważną rolę w cyklach od płytkiej do głębokiej.
Na spotkaniu Oceanów Amerykańskiej Unii Geofizycznej w 2022 roku Acker i współpracownicy przedstawili analizę poprzedniego zdarzenia ponownego zawieszenia, które nastąpiło po uderzeniu cyklonu tropikalnego Wati w płaskowyż Bellona w 2006 roku. z wiatrem przekraczającym 209 kilometrów (135 mil) na godzinę.
„Dzięki dziesięcioleciom obserwacji satelitarnych – i dramatycznym przykładom takim jak ten – możemy śmiało powiedzieć, że cyklony tropikalne odgrywają bardzo ważną rolę” – powiedział Acker. „Nic innego nie przenosi takiej ilości osadu do głębszych wód, jak one. Następnym krokiem jest wykazanie tego w bardziej systematyczny i rygorystyczny sposób poprzez analizę całego zapisu satelitarnego za pomocą technik uczenia maszynowego i wysłanie zespołów w teren, aby lepiej zrozumieć dynamikę zdarzeń transportowych”.
Zdjęcia NASA Earth Observatory autorstwa Allison Nussbaum, z wykorzystaniem danych Landsat z US Geological Survey i danych MODIS z NASA EOSDIS LANCE i GIBS/Worldview. Historia autorstwa Adama Voilanda.
Zobacz również nasze szczegółowe prognozy:
