С тщательным планированием и небольшой удачей исследователи обнаружили неожиданный положительный эффект ураганов после того, как шторм четвёртой категории нарушил их экспедицию у побережья Мексики.
Команда смогла взять пробы океана сразу после того, как шторм прошёл, и обнаружила, что ураганы настолько мощно и глубоко перемешивают океан — вплоть до тысяч метров, — что на поверхность поднимается богатая питательными веществами холодная вода.
В результате возникают цветения фитопланктона, видимые на спутниковых снимках из космоса, которые становятся пищей для бактерий, зоопланктона, мелкой рыбы и животных, питающихся фильтрацией, таких как моллюски и усатые киты.
«Когда мы добрались туда, можно было реально увидеть и почувствовать разницу в океане», — сказал профессор Майкл Беман. «Он был зелёным из-за всего производимого хлорофилла. Там были совершенно разные организмы, и они сходили с ума после шторма».
Но всё это перемешивание также взбалтывает зоны с низким содержанием кислорода, находящиеся глубоко в воде, вынося их гораздо ближе к поверхности, чем обычно, что угрожает организмам, которым для выживания необходимы более высокие концентрации кислорода.
Майкл Беман, морской биолог, изучает микробную экологию и биогеохимию. Одно из его направлений — океанические зоны с минимальным содержанием кислорода (OMZs), большие и глобально значимые области с низким содержанием кислорода или его отсутствием.
OMZs обычно находятся на средних глубинах и могут существенно влиять на морские экосистемы, поскольку они непригодны для жизни многих организмов. Потепление океанских вод способствует расширению OMZs.
В 2018 году Беман и его лаборатория отправились в исследовательскую экспедицию из Масатлана, Мексика, в Сан-Диего, чтобы изучить OMZs совместно с сотрудниками Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, Океанографического института Вудс-Хоул и нескольких других учреждений.
Они знали, что вероятна турбулентная погода, и внимательно следили за тем, как второй названный шторм года, ураган Бад, приближался к запланированному ими региону отбора проб.
«Мы были очень осторожны, и у нас были планы А, Б, В и Г», — сказал он. «Прогнозы были чрезвычайно точными, и мы знали, что шторм быстро усилился».
Вместо того чтобы сойти на берег, они перемещались между исследовательскими площадками и за островами, пока ждали, пока шторм пройдёт.
«Было задействовано некоторое мастерство, но, определённо, и немного удачи, и в итоге мы добавили место отбора проб прямо там, где шторм был на пике мощности», — сказал Беман. «По сути, в пределах нескольких километров от бывшего глаза [урагана]».
Эти образцы редко, если вообще когда-либо, берутся сразу после того, как ураган так мощно взбалтывает воду. Данные показали, что ураган резко изменил концентрацию кислорода.
«Я никогда не видел таких измерений в этих районах океана», — сказал Беман.
С тех пор исследователи изучают различные аспекты результатов, и новая статья в журнале Science Advances, издаваемом Американской ассоциацией содействия развитию науки, подробно описывает их выводы.
Беман сотрудничал в экспедиции с профессором наук о Земле из Скриппса Лихини Алувихаре и двумя её студентками, Марго Уайт и Ириной Кёстер.
«Марго заметила подповерхностные изменения, вызванные ураганом, когда готовила главы своей диссертации, особенно тот факт, что зона минимального содержания кислорода резко обмелела», — сказал он. «Ирина искала в своих уникальных данных об органическом веществе изменения, вызванные ураганом, которые оказались очень чёткими и драматичными».
Образцы также включали ДНК и РНК, поэтому исследователи могли обнаружить сигнатуры организмов, которые отреагировали на цветение фитопланктона. Беман сказал, что они видели много черепах, что было необычно, поскольку они находились так далеко от берега.
«Мы делали это в то время года, когда в этих районах океана мало что происходит с биологической точки зрения», — сказал он. «Так что эти урагано-генерируемые цветения подобны оазисам для океанских организмов. Мы обнаружили бактериальный взрыв, но я не удивлюсь, если более крупные организмы также использовали ураганы. Они могут почувствовать приближение штормов и затем мигрировать в районы, которые шторм только что прошёл».
Их образцы и данные настолько уникальны, что Беман планирует продолжать работать над ними и надеется сотрудничать с другими учёными, заинтересованными в изучении последствий ураганов и прогнозирования ураганов.
«Мы только в начале пути изучения того, что делают эти штормы, и это были тяжёлые несколько дней в море», — сказал он. «Я надеюсь, что мы продолжим узнавать как можно больше о том, что на самом деле происходит во время и после ураганов».
Предоставлено Университетом Калифорнии в Мерседе.