Ученые выяснили, как влияют океанические вихри на продуктивность морей
Исследователи из МФТИ с коллегами изучили, как океанические циклоны и антициклоны повышают концентрацию хлорофилла в отдельных районах Норвежского моря. Результаты научной работы помогут лучше понимать влияние вихрей на продуктивность мирового океана и в перспективе — прогнозировать места скопления промысловых рыб, что будет способствовать снижению затрат на добычу биоресурсов.
Океанические водные толщи не стоят на месте. Помимо крупномасштабных течений, в морях появляются, движутся и исчезают мезомасштабные вихри — водовороты диаметром от десятков до сотен километров. Они играют значимую роль в перемещении воды, тепла, соли и биогенов и влияют на региональный и глобальный климат. Также вихри способствуют увеличению числа живых организмов в тех или иных районах океана.
Изучая эти процессы, ученые из Московского физико-технического института, Санкт-Петербургского государственного университета и Университета Тромсе (Норвегия) проанализировали данные спутниковых и натурных измерений по Норвежскому морю с целью понять, как вихри влияют на распределение хлорофилла (пигмента фитопланктона, который служит основным индикатором его биомассы) в поверхностном слое океана. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Marine Science.
«Хлорофилл — один из ключевых маркеров биопродуктивности. Он указывает на скопление микроводорослей — первого звена морских пищевых цепей. Поэтому, помимо фундаментального значения, научная работа интересна с практической точки зрения. Она способствует выявлению зон повышенной первичной продукции, что важно для рыболовства», — объяснил один из авторов публикации, старший научный сотрудник лаборатории арктической океанологии МФТИ Никита Сандалюк.
По его словам, вихревые процессы существуют практически везде. Однако их влияние на биопродуктивность зависит от конкретного региона и местного климатического режима. Норвежское море представляет интерес для исследователей, потому что оно отличается высокой вихревой активностью и сложными динамическими процессами. Кроме того, по этому региону в мире накоплено много аналитической информации.
В ходе исследования ученые использовали данные спутниковой альтиметрии (измерения высоты поверхности океана) и буев Bio-Argo — плавучих автономных станций, которые погружаются на глубину до двух километров и непрерывно измеряют параметры водной среды. Всего в рамках исследования ученые обработали более 10 тысяч профилей Bio-Argo. Анализ охватил период наблюдений с 2010 по 2024 год.
В центре внимания оказались оба известных типа вихрей. Это циклоны, которые в северном полушарии закручивают водные массы против часовой стрелки и поднимают их наверх, и антициклоны, которые, наоборот, вращают воду в противоположном направлении и опускают верхние слои в глубину.
Главным результатом исследования стал вывод о том, что в Норвежском море любые типы вихрей — и циклоны, и антициклоны — способствуют повышению концентрации хлорофилла. При этом вторые не уступают первым по продуктивности, а в июне и июле иногда даже превосходят их. Это стало неожиданностью, потому что по классической теории антициклонические вихри должны, наоборот, опускать питательные вещества вниз и подавлять развитие фитопланктонных сообществ.
«Анализ показал, что оба типа вихрей связаны с положительными подповерхностными аномалиями хлорофилла, достигающими 0,5–0,7 миллиграмма на кубический метр. Причем наиболее сильные сигналы ограничены верхним 50-метровым слоем. В циклонических вихрях пик аномалий наблюдается на глубине около 25 метров, а у антициклонических — более сложная дипольноподобная структура с максимумами как в ядре, так и на периферии, в слое на глубинах примерно 20–50 метров», — объяснил Никита Сандалюк.
В ходе научной работы, ученые предложили гипотезу, которая объясняет повышенное содержание хлорофилла в антициклонах. По их мнению, в таких структурах одновременно работают два механизма: классический механизм вихревой накачки и так называемая экмановская накачка. Последняя возникает под действием ветра: из-за особенностей его пространственного распределения происходит подъем глубинных вод в верхние слои океана в антициклонических вихрях.
Еще одним важным итогом исследования стало открытие экстремально высокого содержания хлорофилла в Лофотенском вихре — огромном антициклоне, который постоянно существует в центральной части Лофотенской котловины. Она расположена между материковой Норвегией и архипелагом Шпицберген.
По словам ученых, в практическом плане эти результаты полезны в первую очередь для рыбной промышленности. В частности, высокая концентрация хлорофилла косвенно свидетельствует о повышенной биомассе фитопланктона, который, в свою очередь, играет значимую роль в поддержании популяций веслоногих рачков (калянусов) — продуктовой базы для коммерческих видов рыб, например трески и сельди.
Как отметили ученые, разработанный метод можно применять не только в Норвежском море. В российской экономической зоне он может быть востребован для исследования влияния вихрей на биопродуктивность поверхностного слоя в Баренцевом, Охотском, Беринговом и Черном морях. Однако в этих регионах практически отсутствуют буи Bio-Argo, что обусловливает важность проведения в российских морях регулярных экспедиционных исследований.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно