Vuoret ympäröivät Alaskanlahtea tässä näkymässä tieteellisestä tutkimusaluksesta. Uusi työkalu auttaa ymmärtämään meren happamoitumista Alaskanlahdella.
Uusi tieteellinen malli ja siihen liittyvä verkkotyökalu auttavat tutkijoita, luonnonvarojen hallinnoijia, kalastajia ja päätöksentekijöitä ymmärtämään meren happamoitumista Alaskanlahdella.
Ocean happamoituminen on termi, jolla tarkoitetaan maailman valtamerten pH:n jatkuvaa laskua. Sitä tapahtuu, kun ihmisen aiheuttama, ilmaan kertyvä hiilidioksidi imeytyy mereen, jolloin sen pH laskee ja luo usein huonot olosuhteet ravuille, nilviäisille ja muille meren eliöille.
Vaikka sillä on merkitystä kaupalliselle kalastukselle ja kotitarvekalastukselle, valtamerten happamoitumista ymmärretään huonosti Alaskassa. Alaska Fairbanksin yliopiston tutkija Claudine Hauri pyrkii muuttamaan tätä tarjoamalla keinon tunnistaa valtamerten happamoitumisen kriisipesäkkeitä, kausittaisia malleja ja pitkän aikavälin suuntauksia.
Hauri, UAF:n Kansainvälisen arktisen tutkimuskeskuksen kemiallinen merentutkija, ja hänen työryhmänsä kehittivät käyttäjäystävällisen verkkotyökalun. Sen avulla ihmiset voivat luoda karttoja, piirtää tietoja ja tarkastella tilastoja yli 100 valtamerimuuttujasta, kuten lämpötilasta, suolapitoisuudesta, pH:sta ja veden hiilidioksidipitoisuudesta. Monet muuttujista liittyvät meren happamoitumiseen ja ilmastonmuutokseen.
Tiedot ovat kolmiulotteisia, joten työkalun käyttäjät voivat tutkia olosuhteita eri syvyyksissä. He voivat myös vertailla yli 30 vuoden simulaatioita nähdäkseen, miten valtamerten happamoituminen muuttuu.
Työryhmä kehitti työkalun käyttäen valtamerten happamoitumismallia, jossa yhdistettiin fysikaalisia, biogeokemiallisia ja hydrologisia valtamerimalleja, jotta voidaan toistaa Alaskanlahden aiemmat olosuhteet vuosina 1980-2013. Hauri aikoo laajentaa mallia nykypäivään asti ja rahoituksesta riippuen myös tulevaisuuteen.
”Tämä mallisimulaatio on erityinen, koska se on pitkä ja ulottuu vuoteen 1980 asti, ja sen perustana on makean veden simulaatio, joka jäljittelee tuhansien rannikon jokien ja purojen jokivesipisteitä”, Hauri sanoi.
Kuvaruutukaappaus Alaskanlahden valtameren happamoitumisen verkkotyökalusta näyttää, miten pH vaihtelee eri puolilla aluetta eri syvyyksissä ja ajan myötä.
Koska pH-arvo on yleensä alhaisempi jokien suuaukkojen ja jäätiköiden läheisyydessä, sen mukaan ottaminen, missä, milloin ja paljonko makeaa vettä pääsee valtameren sisälle, oli kriittinen ero aiempiin valtameren happamoitumisen malleihin. Aiemmat mallit kattoivat myös paljon lyhyempiä ajanjaksoja tai niissä ei otettu huomioon sitä, miten valtamerten happamoituminen vaihtelee alueellisesti tai vuodesta toiseen.
”Tämä järjestelmä on niin vaihteleva tilassa ja ajassa, että ei voi vain katsoa muutamaa vuotta ja sanoa, että kyseessä on valtamerten happamoituminen”, selitti Hauri. ”Tarvitaan paljon enemmän aikaa, jotta voidaan olla varmoja siitä, että se, mitä nähdään, on pitkän aikavälin suuntaus.”
Mallin tehokkuuden arvioimiseksi Hauri käytti malliaan toistamaan menneisyyden olosuhteita, jotka havaittiin puolivuosittain Sewardista lähtevillä tieteellisillä risteilyillä.
”Vuodenaikojen välinen vaihtelu on todella selvillä, sikäli kuin tiedämme havainnoistamme”, Hauri sanoi.
Havainnointien lisäämistä tarvitaan parempien simulaatioiden tekemiseksi ja vuotuisten eroavaisuuksien arvioimiseksi, Hauri sanoi. Onneksi malli auttaa tutkijoita priorisoimaan, mihin tuleva tutkimus kannattaa keskittää.
Nina Bednarsek on yksi ensimmäisistä mallin käyttäjistä. Etelä-Kalifornian rannikkovesitutkimusprojektissa työskentelevä biologinen merentutkija Bednarsek arvioi valtamerten happamoitumisen aiheuttamaa riskiä pteropodeille, Alaskanlahden lohelle tärkeälle runsaalle merietanalle. Työ perustuu Haurin malliin, jonka avulla voidaan tunnistaa meren happamoitumisen kriisipesäkkeet ja vuodenajat, jolloin olosuhteet ovat huonot.
”Riskien biologinen tulkinta ilman tällaista mallia on lähes mahdotonta”, Bednarsek sanoo.
Bednarsek yhdistää tietonsa siitä, missä pteropodit elävät ja miten herkkiä ne ovat valtamerten happamoitumiselle, Haurin valtamerten happamoitumistietoihin. Yhdessä ne paljastavat, kuinka paljon lentoliskot altistuvat jo nyt meren happamoitumiselle, onko niiden elinympäristö muuttunut viimeisten kolmen vuosikymmenen aikana ja ovatko ne haavoittuvia tietyissä elämänvaiheissa. Bednarsekin mukaan työllä on suoria vaikutuksia kalastuksenhoitajille.
Seuraavaksi Hauri tutkii mallin avulla, miten ilmastonmuutos – lämpötilan lämpeneminen ja sulavista jäätiköistä peräisin olevan makean veden lisääntyminen – vaikuttaa meren happamoitumiseen Persianlahdella. Hidastuuko vai nopeutuuko se?
Tästä työstä kerrotaan tieteellisessä artikkelissa, joka julkaistiin 29. heinäkuuta 2020 Biogeosciences-lehdessä.
Kirjoittajiin kuuluvat Cristina Schultz, Katherine Hedstrom, Seth Danielson, Brita Irving, Scott Doney, Raphael Dussin, Enrique Curchitser, David Hill ja Charles Stock.
LISÄKSI YHTEYSTIEDOT: Claudine Hauri, [email protected]; Nina Bednarsek, [email protected]
.