Begin oktober 2016, een tropische storm genaamd Nicole gevormd in het midden van de Atlantische Oceaan. Het zwierf zes dagen rond, het bereiken van de orkaanstatus van categorie 4 met krachtige windsnelheden van 140 mijl per uur, voordat hij het kleine eiland Bermuda bereikte als categorie 3.

Orkanen zoals Nicole kunnen aanzienlijke schade aanrichten aan menselijke structuren op het land, en veranderen vaak permanent terrestrische landschappen. Maar deze krachtige stormen tasten ook de oceaan aan.

Wetenschappers hebben een goed begrip van hoe orkanen de oppervlaktelaag van de oceaan beïnvloeden, de zonovergoten zone, waar fotosynthese kan plaatsvinden. De sterke winden van orkanen stuwen kouder water van beneden naar boven, voedingsstoffen als stikstof en fosfor naar de oppervlakte brengen en kortlevende algenbloei stimuleren. Echter, tot voor kort, we wisten niet veel over de impact van orkanen op de diepe oceaan.

Een nieuwe studie van orkaan Nicole door onderzoekers van het Marine Biological Laboratory (MBL), bos gat, en het Bermuda Institute of Ocean Sciences (BIOS) heeft nieuwe inzichten opgeleverd over die effecten. Nicole had een significant effect op de koolstofcyclus van de oceaan en diepzee-ecosystemen, meldt het team.

De diepe oceaan bestuderen

Het Oceanic Flux Program (OFP) meet continu zinkende deeltjes, bekend als zeesneeuw, in de diepe Sargassozee sinds 1978. Het is de langstlopende tijdreeks in zijn soort.

Voordat je Bermuda raakt, Orkaan Nicole ging dwars door het OFP-terrein, ongeveer 50 mijl ten zuidoosten van Bermuda. Dit gaf de wetenschappers een unieke kans om te bestuderen hoe orkanen de diepe oceaan beïnvloeden.

Om de diepe oceaan te bestuderen, de OFP snaren wetenschappelijke apparatuur, inclusief sedimentvallen, op verschillende diepten aan een meerlijn die zich uitstrekt vanaf een 2, 000-pond anker gelegen op de zeebodem (2,8 mijl onder het oppervlak).

Belangrijkste bevindingen

In de nieuwe studie gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven , MBL- en BIOS-wetenschappers leveren het eerste directe bewijs dat orkanen de biologische pomp van de oceaan beïnvloeden, een proces waarbij levende organismen koolstof van het oppervlak naar de diepere oceaanlagen en de zeebodem overbrengen.

Hoge windsnelheden geassocieerd met orkaan Nicole zorgden voor intense afkoeling van het oppervlak van de oceaan en sterke stromingen en onderwatergolven, waarvan sommige meer dan twee weken duurden. Dit versnelde de biologische pomp aanzienlijk, met de stromingen die voedingsstoffen naar de oppervlaktelaag duwen, een algenbloei veroorzaken.

De biologische pomp met supercharger leidde vervolgens het organische materiaal van de door orkaan veroorzaakte algenbloei snel naar de diepe oceaan. Dit zorgde voor een grote voedselboost voor het zeeleven in de diepe oceaan waar het licht niet komt.

De wetenschappers vonden een aanzienlijke toename van verse organische materialen in sedimentvallen bij 4, 900 voet en 10, 500 voet onder het oppervlak. Algengroeimetingen op de OFP-locatie na de passage van orkaan Nicole behoorden tot de hoogste die in oktober werden waargenomen in de afgelopen 25 jaar.

"Het oppervlak en de diepe oceaan zijn echt goed met elkaar verbonden in de nasleep van deze krachtige stormen, " legde Rut Pedrosa Pàmies uit, een biogeochemicus en oceanograaf bij MBL's Ecosystems Center en eerste auteur van de studie. "Het materiaal dat die diepten bereikt, is cruciaal voor het diepzee-ecosysteem."

Implicaties op lange termijn

Sinds 1980, zeven orkanen van categorie 3 of meer zijn binnen 286 mijl van Bermuda gepasseerd. Deze orkanen troffen in totaal meer dan 32, 800 vierkante mijl oppervlaktewater, een gebied groter dan de staat Maine.

De huidige klimaatmodellen geven aan dat de orkaanintensiteit zou kunnen toenemen naarmate de door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde voortduurt. Dit zou het door orkanen verstoorde oceaangebied kunnen uitbreiden, met implicaties voor de biogeochemische cycli van de oceaan en de ecosystemen in de diepzee.

De laatste grens van de aarde

Door de extreme omstandigheden van de diepe oceaan, dit opmerkelijke bioom is notoir moeilijk voor wetenschappers om te bestuderen. Aanvullend, wegens moeilijkheden bij het verzamelen van gegevens aan boord in extreme weersomstandigheden, de directe effecten van orkanen zijn niet goed begrepen. Sedimentvallen zoals die worden gebruikt door het OFP zijn cruciaal om hun invloed op de diepe oceaan te begrijpen.

Toen het OFP in 1978 begon, wetenschappers waren slechts in staat om elke twee maanden een enkele kop zinkende deeltjes te verzamelen. "Nutsvoorzieningen, we hebben tweewekelijkse monsterresolutie en sedimentvallen op drie diepten, ' zei Pedrosa Pàmies.

Met de verspreiding van nieuwe apparatuur en technologieën om de diepe oceaan te bestuderen, het begrijpen van deze laatste grens is eindelijk binnen handbereik.