난류의 드레이크 해협에서 과학자들은 탄소가 심해로 빠르게 가라앉는 희귀한 창을 발견했습니다.

TheConversation

https://theconversation.com/in-the-turbulent-drake-passage-scientists-find-a-rare-window-where-carbon-sinks-quickly-into-the-deep-ocean-202428

남극 대륙 근처의 남쪽 바다를 바라보면 고래와 바닷새가 먹이그물 아래쪽에서 바다 생물을 잡아먹으면서 물 속으로 뛰어들고 나오는 모습을 볼 수 있습니다.이 먹이사슬의 바닥에는 육지의 식물처럼 광합성을 통해 대기로부터 탄소를 흡수하면서 바다 표면에서 자라는 작은 식물성 플랑크톤이 있습니다.

크기가 작기 때문에 식물성 플랑크톤은 바다의 소용돌이치는 움직임에 좌우됩니다.또한 녹색 소용돌이가 우주에서 종종 보일 정도로 풍부합니다.

일반적으로 식물성 플랑크톤은 바다 표면 근처에 남아 있습니다.일부는 중력 때문에 천천히 깊은 곳으로 가라앉을 수도 있습니다.그러나 남극 대륙과 남아메리카 사이의 폭 520마일(850km)에 달하는 병목 현상이 일어나는 격동적인 드레이크 해협(Drake Passage)에서는 특이한 일이 일어나고 있으며, 이는 지구 온난화의 주요 원인인 이산화탄소를 바다가 흡수하는 방식에 영향을 미칩니다. 분위기의.

A satellite image shows green swirls off the South American coast.
위성 이미지는 아르헨티나 해안에서 녹색 식물성 플랑크톤 꽃을 포착합니다.드레이크 패시지는 이 나라의 남쪽 끝에 있습니다. NASA 아쿠아/MODIS

드레이크 패시지

드레이크 패시지(Drake Passage)는 파도가 40피트(12미터)에 달하고 강력한 수렴 전류, 일부는 다음과 같이 빠르게 흐릅니다. 초당 1억 5천만 입방미터.남쪽 바다의 찬 물과 북쪽의 따뜻한 물이 이곳에서 충돌하여 회전합니다. 강력하고 에너지 넘치는 소용돌이.

내가 참여하고 있는 새로운 과학 연구 해양학자로서 이제 Drake Passage와 남극해의 몇몇 다른 특정 지역이 바다가 대기로부터 탄소를 가두는 데 어떻게 큰 역할을 하는지 보여줍니다.

A map shows the underwater ridges and continental shelves.
남아메리카와 남극 대륙 사이의 드레이크 항로(Drake Passage)의 지형도입니다. NCEI/NOAA

그 과정은 기후를 이해하는 데 매우 중요합니다.전 세계의 해양은 엄청난 양의 탄소 저장소입니다. 탄소가 50배나 많아 분위기 그대로.그러나 이는 물이 탄소를 운반하는 경우에만 해당됩니다. 깊은 바다에 도착 탄소는 최대 수세기 또는 수천년 동안 장기간 저장될 수 있습니다.

광합성 식물성 플랑크톤이 그 교환의 핵심입니다.그리고 제 동료들과 저는 Drake Passage에서 해저 산들이 상황을 뒤흔들고 있다는 것을 발견했습니다.

해양층의 역할

바다는 층이 있는 것으로 시각화될 수 있습니다.일정한 표면파와 바람으로 인해 상층부는 항상 물을 뒤섞으며 이리저리 움직입니다.모닝 커피에 우유를 섞는 것과 같습니다.이 교반 태양열과 가스가 혼합되어, 예를 들어 이산화탄소는 대기에서 흡수됩니다.

일반적으로 물의 밀도는 물이 깊고 차가워지고 염도가 높아질수록 증가합니다.이는 일반적으로 평평한 밀도 층을 형성합니다.물은 밀도를 일정하게 유지하는 것을 선호하기 때문에 대부분 수평으로 이동하며 표면과 심해 사이를 쉽게 이동하지 않습니다.

A graphic shows the typical ocean density layers, with phytoplankton in the upper layers.
대부분의 바다에서 물은 밀도층 내에 머물며 더 차갑고 염도가 높은 물과 섞이지 않습니다. 릴리안 비둘기

그러나 이러한 물리적 장벽에도 불구하고 물 테스트를 통해 인간 활동으로 인해 생성된 이산화탄소가 심해로 유입되고 있음을 알 수 있습니다.한 가지 방법은 화학을 이용하는 것입니다.이산화탄소는 물에 용해되어 탄산을 생성합니다.바다에 사는 생물들은 또 다릅니다.

드레이크 패시지(Drake Passage)의 모습

해양학자들은 오랫동안 북대서양과 남해양을 장소로 지적해 왔습니다. 표층수가 깊은 곳으로 이동하는 곳, 많은 양의 탄소를 섭취합니다.그러나 최근 연구에 따르면 이 프로세스는 실제로 소수의 영역에서만 지배될 수 있는 것으로 나타났습니다. 드레이크 패시지(Drake Passage)를 포함해.

바다에서 가장 유명한 곳 중 하나임에도 불구하고 과학자들은 최근에야 이 창이 실제로 작동하는 모습을 관찰할 수 있었습니다.

Drake Passage의 주요 흐름은 남극해를 가로지르는 강한 서풍의 영향으로 생성됩니다.과학자들은 서풍이 물 밀도에 경사를 만들어 남극 대륙에 더 가까울수록 빽빽한 물이 더 얕아지고, 더 차가운 녹은 물이 표면을 덮지만 남아메리카를 향해 북쪽으로 더 깊은 바다 속으로 기울어진다는 사실을 발견했습니다.

Side-by-side graphics show (1) the typical ocean density layers and (2) the sloped density layers in the Drake Passage.
대부분의 바다와 달리 Drake Passage의 밀도층은 아래쪽으로 기울어져 있어 식물성 플랑크톤이 아래쪽과 옆쪽으로 혼합될 수 있습니다. 릴리안 비둘기

발전과 함께 자율 수중 로봇 그리고 컴퓨터 모델링을 통해 우리는 남극해의 흐름이 Drake Passage의 수중 산과 어떻게 상호 작용하는지 보여줄 수 있었습니다.이 수중 상호 작용 바다를 뒤섞다, 커피와 같은 교반 과정을 향상시킵니다.

경사진 밀도 수준을 따른 교반은 바다 상층부의 물이 깊은 곳으로 이동하는 경로를 제공합니다.그리고 표면 해양의 식물성 플랑크톤은 이러한 교반과 함께 운반되어 중력에 의한 가라앉는 것보다 훨씬 더 빠르게 깊은 곳으로 이동합니다.

에너지가 덜한 지역에서는 이러한 식물성 플랑크톤이 죽어서 탄소를 다시 대기로 호흡하거나 천천히 가라앉힐 것입니다.그러나 Drake Passage에서는 식물성 플랑크톤이 이런 일이 발생하기 전에 깊은 곳까지 휩쓸릴 수 있습니다. 즉, 대기에서 흡수한 탄소가 심해에 격리됩니다.심해에 용해되어 저장된 탄소도 이러한 위치로 배출될 수 있습니다.

Three people bundled up in winter gear work on a large seagoing drone.
오른쪽의 작가 Lilian Dove는 해양학자 Isa Rosso 및 해양 기술자 Richard Thompson과 협력하여 남극해에서 측정할 해양 자율주행 차량을 준비하고 있습니다. 린나 나이델

과학자들은 가장 깊은 바다가 오직 약 바다 표면적의 5%.이곳은 특별한 장소 중 하나입니다.

Drake Passage와 기타 해양학 창을 조사하면 과학이 기후 변화와 푸른 행성의 작용을 더 잘 이해할 수 있습니다.

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