Focze futro oceanografa [GN]

Niemal 60 badaczy wyruszyło na wody Oceanu Antarktycznego, przez dwa lata ponad 16 tys. razy schodząc pod wodę. Dzięki nim mamy dokładną mapę prądów morskich, temperatur i zasolenia wody. Tymi śmiałkami są słonie morskie.

Ocean Antarktyczny, w dużej części pokryty ławicami lodowymi, średnio kwalifikuje się do obserwacji zarówno z satelity, jak i ze specjalnych statków badawczych. Pomocą mogą służyć mieszkańcy głębin morskich. Do takich badań świetnie nadają się słonie morskie. Południowy słoń morski, Mirounga leonina, zamieszkujący obszary Antarktyki, to największy z przedstawicieli fokowatych. Średnia waga samca to 3 tony, przy 5—6 metrach długości. Latem zwierzęta te rozmnażają się na cieplejszych i bardziej wysuniętych na północ obszarach, jak na przykład Wyspy Kergulena, aby potem w poszukiwaniu pożywienia wyruszyć na południe. Często pokonują wiele setek lub nawet tysięcy kilometrów, a całą zimę spędzają na morzu. Podczas swoich podróży regularnie nurkują — nawet 60 razy dziennie — schodząc na głębokość nawet ponad tysiąca metrów. Wślizgują się pod lód, wyszukując odpowiednie do tego szczeliny.

20 tys. mil podmorskiej żeglugi

Kiedy nikt jeszcze nie myślał o zatrudnieniu słoni morskich w branży oceanograficznej, szwedzcy biolodzy z SMRU (Sea Mammal Research Unit) postanowili przyjrzeć się bliżej ich zimowemu życiu na morzu. W tym celu wykorzystali czas pobytu tych ssaków na lądzie, podczas którego samce kompletują swoje haremy i zakładają rodziny. Naukowcy stworzyli małe, lekkie urządzenie, zdolne rejestrować szczegóły przemieszczania się zwierząt, i umieścili je na ich karkach. Od razu stało się jasne, że wyniki przekroczą ramy biologii i staną się nie lada gratką dla oceanografów. W ten sposób narodził się projekt SEaOS (Southern Elephant Seals as Oceanographic Samplers), zrzeszający badaczy z Wielkiej Brytanii, USA, Australii i Francji. Oraz słonie z Oceanu Południowego. Wodoodporny, zaopatrzony w baterię, niewielką antenę i mały nadajnik radiowy instrument zbiera dane o ciśnieniu, temperaturze i zasoleniu wody, miejscu pobytu oraz czasie i głębokości nurkowania, by po wynurzeniu się zwierzęcia na powierzchnię przesłać je naukowcom przez satelitę. Jeśli nie zostanie zgubiony w odmętach oceanu, odpada w czasie letniej zmiany futra i teoretycznie po wymianie baterii może zostać ponownie użyty.

Podwodni wolontariusze mierzą parametry kluczowe dla obiegu głębokich wód. To właśnie temperatura i zasolenie określają gęstość wody morskiej (gęstość ta rośnie wraz ze spadkiem temperatury i wzrostem zasolenia), a tym samym determinują pionowe ułożenie jej warstw — cięższych głębiej, lżejszych bliżej powierzchni. Z kolei różnice temperatury, gęstości i zasolenia między tymi warstwami są przyczyną powstawania prądów głębinowych, przenoszących ogromne ilości ciepła bądź zimna między oceanami. Efektywne pomiary wykonane w wielu miejscach na różnych głębokościach pozwalają nakreślić trójwymiarowe mapy tych warstw, co prowadzi do opisania prądów. Na półkuli południowej wytworzył się najpotężniejszy ich system — Okołobiegunowy Prąd Antarktyczny, w Polsce najczęściej nazywany Dryfem Wiatrów Zachodnich. Bierze początek w zimnych wodach Antarktyki i rozgałęzia się na kilka odnóg, by następnie opłynąć większość wybrzeży południowych kontynentów. Podróż tej największej „rzeki” świata (jej szerokość dochodzi do 2000 kilometrów!) przez trzy główne oceany jest dobrze znana i opisana. Ale procesy zachodzące najbardziej na południu kryły się do tej pory pod antarktycznym lodem. Otrzymane teraz wyniki pozwoliły zapełnić tę białą kartę oceanografii.

Słonie mierzą klimat

Tworzenie się tafli lodowej znacznie zwiększa zasolenie wody znajdującej się tuż pod nią, czyniąc ją — w połączeniu z niską temperaturą — najgęstszą na Ziemi. Mierząc zmiany zasolenia pod lodem, można oszacować jego grubość oraz prędkość tworzenia się. To jeden z czynników lepiej odzwierciedlających efekty ocieplania się klimatu i uwzględnianych w długoletnich prognozach klimatycznych. Zamarzanie wody na powierzchni ma jednak przede wszystkim inny skutek. Wzrost — głównie zimą — stopnia zasolenia pod lodem jest tak duży, że woda, która znajduje się tuż pod nim, obciążona przez sól dosłownie tonie, indukując silne pionowe prądy. To one są przyczyną poziomego obiegu wód — tzw. cyrkulacji termohalinowej. Cyrkulacja ta obejmuje ciepłe prądy powierzchniowe oraz zimne prądy głębinowe, niosące ogromne masy wody od Antarktyki po Grenlandię, i jest bardzo ważnym składnikiem klimatu ziemskiego. Przypuszcza się, że jej osłabienie (tzw. katastrofa termohalinowa) było jedną z przyczyn dawnych zlodowaceń. Ten mechanizm oceanu jest dobrze znany oceanografom, którzy studiują go od końca XIX w. na wszystkich morzach naszego globu. Wszystkich, oprócz Południowego Oceanu Lodowatego, gdyż do tej pory brakowało prostych metod, za pomocą których można by to uczynić. Dzięki jednemu gatunkowi fokowatych zmieniło się i to.

58 futrzastych oceanografów przekazało do tej pory ponad 16,5 tys. profili temperatury i zasolenia, z tego 4520 zdobytych pod lodem. Średnia głębokość, na jaką schodziły zwierzęta, wynosiła 600 metrów, a rekord — 1998 m. Dane te umożliwiły oceanografom głębsze zrozumienie oceanu, jego ewolucji oraz związków między ociepleniem klimatu a prądami głębinowymi, biologom natomiast — fascynujących zwyczajów słoni morskich. Korzystnych dla nich warunków, dróg, czasu i zasięgu ich migracji oraz szczegółów dotyczących nurkowań.

Okazało się, że istnieją trzy odmienne strategie wędrówek w poszukiwaniu pożywienia i poszczególne kolonie wybierają sobie jedną lub dwie z nich. Ta z Georgii Południowej porusza się wraz z Okołobiegunowym Prądem Antarktycznym, pozostałe wolą go przeciąć i udać się bardziej na południe. Część zwierząt dopływa aż do wybrzeży Antarktydy, pozostając w ich okolicach całą zimę, inne preferują głębokie wody. Badania pokazały, że schemat nurkowania jest zawsze stały: zwierzę schodzi pod wodę, tam przez jakiś czas spokojnie dryfuje, aby następnie energicznie wypłynąć na powierzchnię. Szczegóły zależą od pory dnia i kondycji osobnika. Za dnia ssaki te schodzą głęboko pod wodę, w nocy trzymają się bliżej powierzchni. Te, które wybierają tereny przybrzeżne, właściwie zawsze nurkują aż do samego dna. Naukowcom nie udało się rozwiązać zagadki ich podwodnego dryfowania, ale przypuszczają, że albo pozwala to zmniejszyć ryzyko zostania zaatakowanym przez rekiny, albo po prostu... odpocząć. Osobniki posiadające mniejszą ilość tłuszczu, dryfują zdecydowanie chętniej i dłużej. Dzięki tej informacji zebrane dane dotyczące pobytu pod wodą pozwalają określić nie tylko tereny najbogatsze w pożywienie, ale nawet jego rodzaj na danym obszarze, zróżnicowany ze względu na głębokość.

Sukces projektu i bogactwo otrzymanych danych przerosły marzenia biologów i oceanografów. Trwają prace nad kolejnymi badaniami — tym razem z udziałem fok Weddella. Zwierzęta te zamieszkują inne tereny i migrują przez inne wody Oceanu Antarktycznego, więc naukowcy już zacierają ręce.

opr. mg/mg