Met temperaturen onder de -20 graden Celsius en een zeeijsdikte van meer dan een meter vormt de Arctische winter een uitdaging voor onderzoekers die fundamentele oceanografische gegevens willen verzamelen, zoals watergeleidbaarheid, temperatuur en dichtheid. Geconfronteerd met deze extreme omstandigheden hebben wetenschappers zich aangepast door onverwachte bondgenoten in te zetten: zeehonden.
Sinds 1999 hebben onderzoekers zoals Guy Williams, die regelmatig in deze gebieden vaart, ontdekt dat zeehonden een waardevolle bron van oceanografische gegevens zijn. Door ze uit te rusten met micro-CTD-apparaten is verticaal en diepzeeonderzoek mogelijk geworden, waardoor ze de waterstructuur en andere gegevens kunnen meten die anders in zulke extreme omstandigheden vrijwel onmogelijk te verkrijgen zouden zijn.
De rol van zeehonden bij het verzamelen van gegevens
Zeehonden zijn belangrijke bondgenoten geworden voor onderzoekers vanwege hun vermogen om vrij onder het ijs te zwemmen, waar traditionele instrumenten niet zouden komen. Dankzij micro-CTD-apparaten, ontworpen door de Universiteit van St. Andrews, kunnen zeehonden gegevens verzamelen terwijl ze verschillende waterlagen doorkruisen. Deze apparaten, die slechts honderden grammen wegen, worden met een speciale hars aan de koppen van de zeehonden bevestigd en blijven ongeveer een jaar vastzitten. Uitgerust met CTD-sensoren (geleiding, temperatuur en diepte) verzamelen en verzenden de apparaten elke vier seconden gegevens, waarbij een deel van de informatie via satelliet wordt verzonden wanneer de zeehonden aan de oppervlakte komen.
Deze ingenieuze methode levert niet alleen gedetailleerde informatie op over het mariene milieu onder het ijs, maar stelt onderzoekers ook in staat de verticale bewegingen van zeehonden te volgen , wat waardevolle realtimegegevens oplevert over oceaanstromingen, watercirculatie en de locatie van voedingsstoffen.
Belangrijkste ontdekkingen in de Zuidelijke Oceaan
Een internationaal team onder leiding van Williams analyseerde gegevens die tussen 2011 en 2013 door zeeolifanten in Oost-Antarctica waren verzameld. De gegevens onthulden de aanwezigheid van koude watermassa's die een belangrijke rol spelen in de circulatie van opgeloste gassen en voedingsstoffen in de oceanen wereldwijd. Deze gegevens benadrukten ook het belang van ijsplaten voor de regulering van de wereldwijde oceaanstromingen en waarschuwden dat het smelten ervan deze stromingen zou kunnen vertragen en de verspreiding van voedingsstoffen zou kunnen verstoren.
De gegevens toonden ook aan dat de oppervlaktestromingen, waarvan eerder werd aangenomen dat ze door de ijsbedekking kalm waren, in de winter actiever zijn dan eerder werd gedacht. Dit komt door de invloed van oceaanwervels en wind, die de watervermenging vergroten en het transport van warmte, koolstof en andere belangrijke stoffen tussen het oppervlak en de oceaanbodem versnellen. Deze bevindingen zijn cruciaal voor een beter begrip van de effecten van oceaanstromingen op klimaatverandering.
Mondiale impact op de oceaancirculatie
Een van de belangrijkste ontdekkingen was hoe smeltende ijsplaten de vorming van dicht water beïnvloeden, wat essentieel is voor diepzeestromingen. Het schone water dat opstijgt uit het smeltende ijs verstoort de productie van dit dichte, koude water, wat de wereldwijde oceaanstromingen zou kunnen vertragen. Dit proces, bekend als de Atlantische schommeling , is van vitaal belang voor de regulering van het wereldwijde klimaat, en elke verandering in de werking ervan kan catastrofale gevolgen hebben voor het mondiale klimaat.
Dankzij satelliettechnologie en apparaten die aan zeehonden zijn bevestigd, hebben wetenschappers ongekende metingen kunnen verrichten en kunnen observeren hoe oceaanfronten en wervelingen warmte transporteren van de diepste lagen van de oceaan naar het oppervlak, en omgekeerd. Dit verticale warmtetransport is een essentieel proces voor de warmteabsorptie van de oceanen, wat op zijn beurt de effecten van de opwarming van de aarde verzacht.
Ondanks de vooruitgang kunnen zeehonden niet alle problemen oplossen. Hoewel ze belangrijke patronen in zeestromingen helpen identificeren, kunnen ze niet onder ijsplaten zwemmen, waardoor de toegang tot bepaalde belangrijke gebieden voor het bestuderen van Antarctica wordt beperkt. Ze blijven echter cruciale gegevens leveren om het begrip van de klimaatverandering te verbeteren.
De samenwerking tussen onderzoekers van over de hele wereld en deze zeezoogdieren is essentieel geweest voor het verzamelen van gegevens in gebieden die met traditionele middelen ontoegankelijk zijn. Deze metingen dienen niet alleen om het mariene ecosysteem beter te begrijpen, maar ook om te voorspellen hoe de mondiale oceaanstromingen in de toekomst kunnen veranderen.
Naarmate de aarde verder opwarmt, is voortdurend onderzoek naar deze cruciale gebieden essentieel. Zeehonden, samen met technologische vooruitgang zoals onderwaterrobots en geavanceerde sensoren, zijn een onschatbare bron gebleken voor oceanografisch onderzoek. De verzamelde gegevens zijn niet alleen van vitaal belang voor het begrijpen van de interacties tussen klimaat en oceanen, maar ook voor het voorspellen van de gevolgen hiervan voor de hele planeet in de komende decennia.