О б р а т н а я с в я з ь
Заказать обратный звонок
Имя*
Телефон*
Комментарий
(044) 390-71-26 (044) 495-28-29

Новость добавлена 16.12.2022

Понимание взаимосвязи ледника и океана в проливе Джонс: комплексный подход

 

Кристен Резерфорд

 

Между островом Элсмир и островом Девон находится узкий пролив Джонс, расположенный в быстро и резко меняющейся канадской Арктике. Береговая линия здесь характеризуется замысловатыми фьордами, многие из которых находятся под сильным влиянием сползающих в море ледников (т.е. ледников, которые заканчиваются в истоке фьорда и сбрасывают талую воду ниже поверхности океана). Этот регион с особенно высоким риском отступления и таяния ледников и повышенным стоком этих ледников неизбежно влияет на морскую среду. Тем не менее, в самом проливе Джонс за последние сто лет заборы проб брались всего несколько раз, и мало что было известно о том, как на него влияет увеличение талой ледниковой воды.

 
Группа ученых летнего полевого сезона 2022 года   Карта местности. На врезке в левом верхнем углу изображена карта части канадской Арктики с выделенным красным цветом расположения пролива Джонса, а точки на более крупной карте указывают места выборок.

 

В 2019 году многопрофильная группа ученых приступила к решению остающихся без ответа вопросов в этой области. Д-р Майя Бхатия и д-р Эндрю Гамильтон (оба из университета Альберты), являются двумя ведущими учеными по взаимодействию ледников и океана. Среди их сотрудников д-р Пол Майерс (университет Альберты), д-р Эрин Бертран (университет Далхаузи), д-р Стефани Уотерман (университет Британской Колумбии), а также многочисленные аспиранты и докторанты. Их совместная работа с 2019 года стартовала и за прошедшее время они существенно расширили как научный мониторинг, так и наше понимание системы ледник-океан в проливе Джонс.

 

Решение комплексных исследовательских целей
В проекте есть множество междисциплинарных исследовательских вопросов - отражение специализации многих вовлеченных в проект ученых. Одной из целей исследования является понимание биогеохимического круговорота питательных веществ и продуктивности, функции и состояния питания фитопланктона. Недавно Бхатия и Гамильтон опубликовали работу, основанную на наблюдениях 2019 года, о концентрации макроэлементов, таких как азот, в покрытых льдом фьордах по сравнению с фьордами, не покрытыми льдом. Эта работа (Bhatia et al. 2021; Williams 2021) показала значительное увеличение количества питательных веществ во фьордах с ледниками, сползающими в море , что согласуется с предыдущими исследованиямими в других арктических регионах, таких как Шпицберген и Гренландия.

Еще одна цель проекта - исследования изменчивости пресной воды в проливе Джонс и влияние атлантических вод на глубине ледниковых фьордов. В верхних слоях на глубинах 100-150 м воды холодные и пресные; ниже этой глубины вода теплее и соленее из-за притока атлантических вод. «Там, где морское дно достаточно глубоко, чтобы атлантическая вода могла контактировать со сползающими ледниками, - говорит д-р Гамильтон, - это может вызвать усиленное таяние ледников и способствовать отступлению некоторых из этих ледников».
Эти измерения позволят физическим океанографам лучше понять пространственную и временную изменчивость атлантического слоя воды в проливе Джонс и окружающих фьордах, а также предвидеть любые воздействия, которые это может оказать на ледники в регионе.

 

Оптимизация плана выборок данных с помощью многопараметрического зонда RBRmaestro³ C.T.D
Учитывая широту решаемых исследовательских вопросов, зонд RBRmaestro³C.T.D для этого проекта был в целом предпочтительным инструментом. «Получение многопараметрического зонда было ключевым, потому что нас интересовала не только физическая океанография, но и воздействие на морскую экосистему пищевой цепи», - говорит д-р Бхатиа.

Работа исследователей довольно непростая, так как в их распоряжении нет большой розетки датчиков. Но с помощью RBRmaestro³ и связанного с ним мобильного устройства с ПО Ruskin они могут просматривать свои CTD броски в реальном времени, а затем, после быстрого анализа CTD результатов, делать заборы бутылочных проб на точной глубине, чтобы наилучшим образом решить свои исследовательские вопросы.

Станции выборок расположены по всему проливу Джонс, но большинство из них в основном в фьордах южной части острова Элсмир и северо-восточной части острова Девон. Исследователей больше всего интересуют ледниковые фьорды, но они также выбирают участки, не покрытые ледниками, в качестве контрольных. На каждом из этих участков они собирают результаты CTD бросков и заборы проб воды в одну бутылку с определенной глубины для мониторинга питательных веществ, микробного состава и различных типов изотопов. Кроме того, они выполняют CTD забросы на поперечнике с 10 станциями через залив Джонса между островами Элсмир и Девон, причем на пяти из этих станций также берутся заборы проб в бутылки.

   
Установка для осуществления CTD выборок   Терри Ноа работает с лебедкой

 

Сотрудничество с местным населением для осуществления круглогодичной выборки данных

Как и в случае с большей частью океанографии, особенно в Арктике, время сбора данных изначально было смещено в сторону лета, когда погодные условия благоприятны и ученым с юга легче добраться до севера. Однако летом 2021 года исследователи перенесли свою базу в Гриз-Фьорд на острове Элсмир, что привело к уникальному и постоянно развивающемуся партнерству с местным сообществом. Их текущий план мониторинга теперь включает южных ученых и аспирантов, отправляющихся в Гриз-Фьорд весной и летом. Сотрудники местного сообщества, в первую очередь Терри Ноа из службы сервиса Ausuittuq Adventures проводят дополнительные выборки данных осенью, зимой и весной при поддержке грантового финансирования. На станциях фьордов возле Гриз-Фьорда выборки осуществляются сезонно, в то время как в поперечнике через пролив Джонса часто выполняются только летом и весной, поскольку выборки очень трудоемки. Эти выборки дополняются наблюдениями с причала, оснащенного различными RBR регистраторами, недалеко от конца приливно-отливной воды сползающего ледника, а также с места ежемесячной выборки данных, к которому Ноа может легко получить доступ круглый год.

Имея возможность выполнять круглогодичные выборки данных, исследователи расширяют возможности своего оборудования. «Именно поэтому мы выбрали инструменты RBR, - объясняет д-р Гамильтон - это одни из немногих инструментов океанографического качества, которые достаточно надежны, чтобы выдерживатьтемпературу -35°C при выборках данных ».

На самом деле, Ноа иногда осуществлял выборки зимой, в условиях снежной бури при -37°C и в полной темноте. В таких случаях он и его полевой помощник ютятся в крытом фургоне за его снегоходом и осуществляют выборки через просверленное в морском льду отверстие. «Терри - очень творческий и находчивый парень, поэтому он постоянно придумывает способы улучшить зимний забор проб и убедиться, что мы сохраняем способность проводить выборки практически в любых условиях», - говорит д-р Гамильтон. Ученые надеются и дальше расширять это сотрудничество, стремясь сделать круглогодичные забор проб более эффективными, доступными и достижимыми.

 

Продвижение вперед через постоянный диалог
Группа населения много инвестировала в этот проект. Грайз-Фьорд - самая северная община Канады, которая во многих отношениях находится на переднем крае изменения климата, переживая сильные штормовые нагоны и изменения морского ледового покрова и погоды. Сообщество зависит от этой быстро меняющейся морской экосистемы, полагаясь на нее как на охотничьи угодья и для добычи продовольствия.

   
  Открытое собрание местного сообщества и презентация результатов проекта в 2022 г.  

 

«У нас были формальные встречи в небольшом поселении и много бесед с людьми, просто чтобы выяснить, что им интересно узнать, как они хотят, чтобы им были представлены результаты, о чем они хотят узнать больше, и в каком направлении они хотят, чтобы мы менялись, - говорит д-р Бхатия, - все это всегда в движении. Это постоянное обсуждение».

Что касается будущего научного направления этого проекта, ученые надеются разработать численные модели процессов региона, изучить влияние ледников на более высокие морские трофические уровни (положение организма в пищевой цепи) и больше сотрудничать с коллегами-гляциологами, чтобы лучше понять самим региональные ледяные массы. Этот проект, несомненно, заполнил огромный пробел в наших знаниях и поскольку он продолжает расти и развиваться, нет сомнений, что он будет продолжать это делать.