استخدام الأختام لتتبع تيارات المحيط

لا يمكن للعلماء الذين يتطلعون إلى جمع بيانات حول التغيرات في التيارات والملوحة ودرجة الحرارة الوصول إلى مناطق المحيط داخل وحول الرفوف الجليدية في القارة القطبية الجنوبية. لقد وجد الباحثون طريقة فريدة لتعزيز البيانات المستشعرة عن بعد والمجمعة ميدانيًا حول ظروف المحيطات في هذه المناطق من خلال تجهيز الأختام بأجهزة استشعار.

هناك أنواع مختلفة من الفقمات التي تبحث عن الطعام في المحيط الجنوبي والمحيط المتجمد الشمالي. سوف تغوص هذه الأختام إلى أعماق كبيرة تحت الجليد البحري المتجمد والأرفف الجليدية.

سلوك فقمة Weddell في البحث عن الطعام

على سبيل المثال، من المعروف أن فقمة ويديل تغوص إلى أعماق تصل إلى 600 متر (حوالي 2000 قدم) بحثًا عن الطعام من قاع المحيط. وهذا يشمل الجمبري والقشريات والأسماك والأخطبوط والحبار.

تستفيد فقمة ويدل من الجليد السريع، وهو الجليد المتصل بالشاطئ، عن طريق إنشاء فتحات للتنفس. تسمح هذه الثقوب الموجودة في الجليد البحري للفقمات بالغوص عميقًا تحت الجليد للبحث عن الطعام. يوفر هذا الجليد أيضًا منصة ثابتة للراحة والمأوى من الحيوانات المفترسة.

ومن خلال ربط أجهزة استشعار حيوانية برؤوس الفقمات، يستطيع العلماء جمع تيارات المحيط بالإضافة إلى أجهزة قياس فلور الكلوروفيل. تقيس أجهزة قياس تألق الكلوروفيل كمية العوالق النباتية في مياه المحيط.

يتم وضع علامة على الأختام خلال موسم التزاوج حيث يسهل الوصول إليها عندما تصل إلى الشاطئ. يتم إرفاق العلامات بالغراء وتبقى على الختم حتى موسم طرح الريش حيث يؤدي تساقط الفراء إلى إزاحة العلامة.

تتبع سلوك الفقمة في جبهات المحيطات دون المتوسطة

توفر البيانات التي تم جمعها خلال فترة عام واحد للباحثين رؤى ليس فقط حول ظروف المحيطات ولكن أيضًا حول كيفية تأثير تلك الظروف على سلوك الفقمة. تصطاد بعض الفقمات، مثل فقمة الفيل، في مناطق المحيط المعروفة باسم الجبهات شبه المتوسطة. هذه الجبهات هي حيث تعمل الحركة العمودية لمياه المحيط على إثارة العناصر الغذائية وتصبح أرضًا لتغذية هذه الأختام.

منذ أكثر من عشرين عامًا، قام العلماء بوضع علامات على الأختام في جزر كيرغولين في القطب الجنوبي لدراسة سلوكها كجزء من برنامج فرنسي يعرف باسم SO-MEMO (نظام المراقبة – الثدييات كعينات من بيئة المحيط). وفي عام 2014، بدأوا في استخدام جهاز استشعار جديد يسجل كل غوص، مما أدى إلى مجموعة بيانات أوقيانوغرافية مفصلة للغاية.

دراسة حالة: فهم التيار المحيط بالقطب الجنوبي

في إحدى الدراسات، قامت عالمة مختبر الدفع النفاث، ليا سيجلمان، وفريقها من الباحثين بوضع علامة على أنثى فقمة الفيل الجنوبي لفهم كيفية نقل المحيط للحرارة بين طبقاته العلوية والسفلية بشكل أفضل. يتم استخدام البيانات لتعزيز فهمنا للتيار المحيط بالقطب الجنوبي، وهو تيار محيطي رئيسي يربط المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والمحيط الهندي. ويلعب هذا التيار دوراً هاماً في التبادل الحراري بين هذه المحيطات. ومع ذلك، فإن طبيعتها المضطربة وتشكل الدوامات (دوامات الماء) تجعل من الصعب دراستها.

قام فقمة الفيل الموسومة المزودة بجهاز استشعار متخصص بجمع البيانات على مدار ثلاثة أشهر، لمسافة 3520 ميلاً (5665 كيلومترًا) عبر مياه التيار المحيط بالقطب الجنوبي. وصلت غوصات الفقمة، التي بلغ إجماليها 6942 مرة، إلى أعماق 550 إلى 1090 ياردة يوميًا، مما وفر بيانات مستمرة عن حركة الحرارة العمودية داخل المحيط.

وتمكن الباحثون من الحصول على معلومات أكثر دقة حول حركة الحرارة داخل هذا التيار. وخلافًا للنماذج السابقة التي تشير إلى انتقال الحرارة من السطح إلى داخل المحيط، أشارت البيانات التي تم جمعها من فقمة الفيل هذه إلى أن هذه الجبهات تحمل الحرارة من الداخل إلى السطح.

رؤى المحيط من أبحاث وضع علامات على الختم

إن الأفكار المكتسبة من دراسات وضع العلامات على الأختام لا تعمل على تحسين معرفة الباحثين بالنظم البيئية البحرية فحسب، بل تعمل أيضًا على تحسين النماذج المناخية من خلال الكشف عن تعقيدات النقل الحراري داخل التيارات المحيطية. وقد سمح وضع علامات على الأختام بجمع بيانات مفصلة عن التيارات والملوحة ودرجة الحرارة ومستويات العوالق النباتية حيث تغوص هذه الثدييات البحرية تحت سطح المحيطات القطبية الجنوبية.

مراجع

دوف، إل. (2024، 25 يوليو). يساعد وضع علامات على الأختام باستخدام أجهزة الاستشعار العلماء على تتبع تيارات المحيطات والمناخ المتغير. المحادثة.

سيجلمان، إل.، أوتول، إم.، فليكساس، إم.، ريفيير، بي.، وكلاين، بي. (2019). تعمل جبهات المحيط تحت المتوسطة كنقطة بيولوجية ساخنة لختم الفيل الجنوبي. التقارير العلمية, 9(1)، 5588. DOI: 10.1038/s41598-019-42117-w

سيجلمان، إل.، كلاين، بي.، ريفيير، بي.، طومسون، إيه إف، توريس، إتش إس، فليكساس، إم، & مينيمينليس، دي (2020). تعزيز النقل الحراري التصاعدي على جبهات المحيط العميقة دون المتوسطة. علوم الأرض الطبيعية, 13(1)، 50-55.

سميث، إي. (2019، 2 مايو). البيانات مع الزعانف؟ دراسة المحيط من وجهة نظر الفقمة. ناسا العلوم.

مقالات لها صلة