Ein Team aus Doktoranden und Forschern der University of Miami navigiert auf einer internationalen Forschungsreise durch den Nordatlantik, um mehr darüber zu erfahren, wie sich der Ozean im Laufe der Zeit verändert.
Das Team aus 11 Meeresforschern und sieben Studenten sowie einer Absolventin der Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science und ihres Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies (CIMAS) schließt sich Wissenschaftlern aus 15 Organisationen aus dem ganzen Land an. Die Gruppe von etwa 60 Wissenschaftlern sammelt Wasserproben aus verschiedenen Tiefen und an verschiedenen Orten im Atlantik, um Einblicke zu gewinnen, wie sich die Chemie des Ozeans bei steigenden Wassertemperaturen entwickelt.
Die Kreuzfahrt ist Teil der GO-SHIP Programm, das darauf abzielt, die Transformation unserer Ozeane als Folge des Klimawandels zu überwachen.
„Dies ist eines der wichtigsten Klimaschutzprojekte, an denen diese beiden Behörden beteiligt sind“, sagte Chris Langdon, Professor für Meeresbiologie und -ökologie an der Rosenstiel School und einer der Hauptforscher dieser Kreuzfahrt. „Ungefähr 25 Prozent des gesamten Kohlendioxids, das jedes Jahr in die Atmosphäre emittiert wird, löst sich im Ozean auf, und es ist wichtig zu wissen, ob sich diese Menge ändert, denn die Erde wäre heute wärmer, wenn die Ozeane nicht so viel Kohlendioxid aufnehmen würden.“
An Bord der 274 Fuß langen Ronald H. Brown, dem größten Schiff der NOAA-Flotte, sammeln Wissenschaftler und Studenten Wasserproben in 24 verschiedenen Tiefen etwa alle 60 Meilen entlang desselben Breitengrads im Atlantik. Als Teil des Programms unternehmen sie ungefähr alle 10 Jahre die gleiche Reise, so Leticia Barbero, eine assoziierte Wissenschaftlerin bei CIMAS sowie am Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA und eine von zwei leitenden Wissenschaftlerinnen für die aktuelle Reise, die dauert von März bis Mai.
Tatsächlich ist Barbero auch einer der leitenden Ermittler für alle in den USA ansässigen GO-SHIP-Kreuzfahrten. Sie wies darauf hin, dass die Reisen von entscheidender Bedeutung sind, da die an Bord gesammelten Daten Wissenschaftlern weltweit helfen zu verstehen, wie – und mit welcher Geschwindigkeit – die Ozeane Kohlendioxid aufnehmen. Während die globalen Ozeane zwischen 25 und 33 Prozent des Kohlendioxids aus der Atmosphäre absorbieren, könnte diese Menge mit der Zeit abnehmen, stellte sie fest.
„Wir wollen herausfinden, wie viel Kohlenstoff, den die Menschheit produziert, im Ozean gespeichert wird und wohin er im Ozean gelangt. Und wir wollen das Jahrzehnt für Jahrzehnt bewerten“, sagte Barbero, ein chemischer Ozeanograph, der sich auf die Verfolgung konzentriert die Bewegung von Kohlendioxid. „Wir untersuchen auch, wie sich die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration des Ozeans verändert haben. Das ist wichtig, weil Meerwasser Sauerstoff darin gelöst hat, den Fische und andere Organismen im Ozean zum Atmen verwenden. Und bestimmte Teile unserer Ozeane bekommen gefährlich niedrige Konzentrationen Sauerstoff heute.“
Die Reise begann Anfang März, als das Forschungsschiff von Suape, Brasilien, in Richtung Äquator fuhr und dann nach Norden abbog, um durch den Atlantik zu reisen. Im April wird das Schiff in Spanien zum Auftanken anhalten und dann entlang eines bestimmten Breitengrads zu seinem Ziel in Reykjavik, Island, weiterfahren.
Langdon – der untersucht, wie sich die Meereschemie auf Meereslebewesen auswirkt, insbesondere auf Korallen – schickte ein Team von Doktoranden und angestellten Wissenschaftlern auf das riesige Forschungsschiff, bildete sie aber vor der Reise in Miami und Brasilien aus. Mit der Hilfe von Wissenschaftlern an Bord wird sein Team den großen Leitfähigkeits-, Temperatur- und Tiefensammler des Schiffes oder die „CTD“ verwenden, um rund um die Uhr Meerwasser zu sammeln. Insbesondere werden sie den gelösten Sauerstoff, den pH-Wert und die Gesamtalkalität im Wasser messen.
„Es ist eine ideale Möglichkeit für Schüler, sich mit dem auseinanderzusetzen, worum es in diesem Bereich geht, und viele der Dinge, die sie in ihren Klassen im Zusammenhang mit dem Klimawandel gelernt haben, stammen aus Daten, die auf diesen Reisen gesammelt wurden. So können sie Verbindungen herstellen dem, was sie im Unterricht lernen“, sagte Langdon, der an mehreren Forschungskreuzfahrten teilgenommen hat, darunter eine, bei der Meerwasser entlang der Ostküste Nordamerikas und andere im Golf von Mexiko und im Antarktischen Ozean beprobt wurden. „Es funktioniert so, dass Wassersammelinstrumente mit einem Kabel von der Seite des Bootes abgesenkt werden, dann führen die Schüler in Echtzeit chemische Analysen durch und haben sechs Stunden Zeit, um sie zu messen, bevor sie alles von vorne machen.“
Während eine von Langdons Doktorandinnen, Emma Pontes, in der Vergangenheit an drei Forschungskreuzfahrten teilgenommen hat, geht Master-Kandidatin Riley Palmer zum ersten Mal auf Kreuzfahrt. Palmer wird während der gesamten zweimonatigen Reise an Bord sein und sagte, sie freue sich darauf, ihre Erfahrung in der Feldforschung zu erweitern.
„Dies ist eine einzigartige Gelegenheit, zu der die meisten Menschen keinen Zugang haben, also wird es gut für meine Karriere und meine persönliche Entwicklung sein“, sagte Palmer. „Außerdem freue ich mich darauf, mich mit der Laborarbeit in der angewandten Wasserchemie vertraut zu machen und zu sehen, was andere Labore an Bord tun.“
Ein Trend, der auf vielen GO-SHIP-Reisen festgestellt wurde, ist, dass der pH-Wert des Wassers sinkt, wenn sich die Ozeane erwärmen – was bedeutet, dass es laut den Wissenschaftlern saurer wird. In den frühen 2000er Jahren war Langdon einer der Ersten, der die entscheidende Bedeutung des pH-Werts im Meerwasser für die Erhaltung des Meereslebens entdeckte. Und je saurer das Meerwasser ist, desto schwieriger ist es für kalkbildende Meeresorganismen zu gedeihen. Dies ist ein unglückliches Phänomen, das Pontes bei ihren Recherchen mit Langdon aus erster Hand gesehen hat.
„Der pH-Wert des Ozeans sinkt und das ist ein großes Problem für Korallen, Muscheln, Schalentiere und alles, was eine Schale oder ein Skelett aus Kalziumkarbonat bildet“, sagte Pontes.
Zu diesem Zeitpunkt werden Wissenschaftler laut Barbero zum ersten Mal auf dieser Kreuzfahrt auch Meereswasserproben sammeln, um ihre biologische Umwelt-DNA zu untersuchen.
„Ich bin wirklich gespannt, was dabei herauskommt“, sagte sie. „Dies wird unsere Basis sein, um die Verteilung von Organismen entlang des Schiffswegs zu sehen, indem wir uns die DNA ansehen. Wir können sie dann mit Umweltmessungen wie Temperatur, Sauerstoffkonzentration und Tiefe in Beziehung setzen, um zu verstehen, warum es bestimmte Konzentrationen bestimmter Planktongruppen gibt. zum Beispiel in einem bestimmten Gebiet – und dann können wir sehen, ob sie in 10 Jahren noch da sind.“
Das Team wird auch bereitstellen ARGO Schwimmer, die Instrumente sind, die Meerwasser unter Wasser entnehmen und regelmäßig Daten an die Küste zurücksenden.
Während der hektischen Analyse von Wasserproben wird es jedoch wahrscheinlich einige unglaubliche Momente geben, sagte Pontes. Auf früheren Reisen hat sie Delfine, eine Gruppe Grindwale und andere Meereslebewesen rund um das Schiff gesehen. Sie hofft, dieses Mal einen Mondfisch oder einen Killerwal zu sehen. Der angehenden Forscherin ist aber auch die Bedeutung der Reise bewusst.
„Wir müssen verfolgen, was in unseren Ozeanen passiert, und dies sind einige der einzigen langfristigen, umfassenden Datensätze der Weltmeere“, sagte Pontes. „Das sind wirklich gute Werkzeuge, um Veränderungen in der Chemie des Ozeans zu überwachen, insbesondere im Hinblick auf die Auswirkungen des Klimawandels.“