Alig ismerjük a világóceán légzését

Az Antarktisz gleccserei közül egyre nagyobb jégtáblák azakdnak az óceánba

Ahhoz, hogy valóban pontos előrejelzést adjunk a klímaváltozásról, számtalan folyamatot kell még alaposabban feltárnunk. Ezek közül a világtenger és a légkör közötti szén-dioxid-körforgás a klímaváltozás szempontjából is kritikus tényező.

Egyre gyakrabban kerül a figyelem középpontjába a globális klímaváltozás, amelynek következményei mintha az elmúlt évek hazai időjárásában is egyre inkább kezdenének megmutatkozni. A tudóstársadalom azonban még mindig megosztott az okok kérdésében, hiszen bolygónk klímáját számtalan tényező befolyásolja, amelyek együttes rendszerbe foglalása nem könnyű feladat.

A NASA ORCAS programja

A NASA ORCAS programját idén januárban indították. A február végéig tartó projekt a légköri szén-dioxid- és oxigénkoncentrációt méri, értékes adatokat szolgáltatva az atmoszféra és az óceán között zajló gázcserefolyamat jobb megértéséhez.

Az Antarktisz körüli hideg vizek különösen gazdagok oxigénben Forrás: NASA/Reeve Jolliffe

A program keretében 14 repülést hajtanak végre Chile partjaitól délre, az Antarktisz körüli vizek felett. Nem véletlenül választották ezt a területet a kísérletek helyszínéül, hiszen

az Antarktisz körül hatalmas óceáni térség terül el, amelyet nem törnek meg szárazföldek,

így összeköttetést teremt bolygónk óceánjai között, és egyfajta csomópontot alkot a nagy tengeráramlatokban.

Klímaváltozás és tengeráramlatok

Bolygónk legnagyobb körkörös áramlása éppen az Antarktisz körül működik, folyamatosan biztosítva a három nagy óceáni medence kapcsolatát egymással.

Az Antarktisz mindhárom nagy óceáni medencével határos Forrás: Livescience

Ez a körkörös áramlás összefonódva a többi óceáni áramlattal lehetőséget teremt, hogy a mélyebb, hideg és oxigénben dús óceáni vízrétegek egy időre a felszínre áramoljanak, és közvetlen gázcserét végezhessenek a légkörrel, mielőtt ismét a mélybe térnének vissza. A klímaváltozás szempontjából az egyik legfontosabb gáz – az emberiség által hatalmas mennyiségben a légkörbe juttatott – szén-dioxid.

A pólusok körüli hideg és oxigénben dús, nagyobb sűrűségű vizek a mélybe süllyednek, és végighömpölyögnek az óceáni medencék aljzatán. Amikor felemelkednek, elősegítik a növényi plankton elszaporodását, ezzel pedig a vízben oldott szén-dioxid-mennyiség csökkenését Forrás: The Planet D/Dave Bouskill

A szén-dioxidot a világtenger képes nagyobb mennyiségben elnyelni, csökkentve ezzel légköri koncentrációját.

Ennek következtében az óceánok alkalmasak lehetnek a klímaváltozás mérséklésére.

Azonban erről a folyamatról és részleteiről még nagyon keveset tudunk, ezért indították el az ORCAS programot.

A nagy óceáni szállítószalag, a hideg és meleg áramlások rendszere. A térképen a kék szín a hideg, a vörös pedig a meleg áramlatokat jelzi Forrás: NOAA/National Oceanic and Atmospheric Administration

Az óceáni áramlások szempontjából kitüntetett térség, az Antarktisz körüli vizek a legalkalmasabbak a vizsgálatok elvégzéséhez. A mélytengeri és felszíni vizek összeköttetései révén ebben a térségben az elnyelődött szén-dioxid közvetlenül a mélybe jut, ahol évszázadokat vagy éppen évezredeket tölthet el, míg újra a felszínre kerül. (A tengervízben elnyelt szén-dioxid egy része azonban "csapdába esik", beépül az üledékbe.)

Gázcsere a légkör és az óceán között

Az ORCAS programban alapvetően a légköri szén-dioxid- és oxigénkoncentrációt mérik majd az Antarktisz körüli vizek felett.

Mindemellett az óceán színét is megfigyelik,

hiszen abból a planktonállományra következtethetnek, aminek jelentős befolyása van a gázcsere folyamatára.

Az egysejtű növényi plankton a fotoszintézis révén a legtöbb oxigént szolgáltatja, és a legnagyobb mennyiségben köti meg a szén-dioxidot Forrás: Wikimedia Commons

A növényi plankton ugyanis a fotoszintézis során szén-dioxidot vesz fel a vízből, és „végtermékként” oxigént bocsát ki.

A gázcserét ezért nemcsak fizikai, hanem számos biológiai faktor is meghatározza.

A két gáz, az oxigén és a szén-dioxid óceán feletti koncentrációjának változásait felmérve pontosabb képet kaphatunk arról, hogy a fizikai és biológiai hatásmechanizmusok hogyan befolyásolják a gázcserét.

A hullámzás fontos szerepet játszik a víz és a légkör határán zajló folyamatokban Forrás: Elter Tamás

Az alapvető fizikai folyamat az óceán hőmérsékletétől függ.

A tavasz közeledtével a több napsütés hatására az óceánból egyre több gáz távozik a légkörbe.

Azonban a napsütés és a melegebb időszak kedvez a planktonfeldúsulásnak (planktonvirágzás) is, ez pedig megnöveli a szén-dioxid-felvételt, és növeli a kibocsátott oxigén mennyiségét.

A plankton mennyiségének megnövekedése megváltoztatja a víz színét és átlátszóságát. A kép bal oldali részén a "tiszta", planktonban szegényesebb víz látható, a jobb oldali kockában pedig a planktonvirágzáskor bezöldülő víz Forrás: NOAA/National Oceanic and Atmospheric Administration

E folyamatok mélyebb megértése alapvető fontosságú a klímaváltozási modellek pontosításához. Mindez rávilágít arra is, hogy bolygónk klímáját számtalan, egymástól nagyon eltérő folyamat szabályozza egyszerre, amelyeket együttesen kellene figyelembe vennünk, és alaposan megismernünk, hogy valóban reális előrejelzéseket fogalmazhassunk meg a jövőre nézve. Egyáltalán nem mindegy, hogy vajon milyen bolygót hagyunk örökségül a gyermekeink számára.

(Zábori Balázs összeállítása)