مشاهدة الفيديو
تسبح الحيوانات عن طريق الضغط على الماء حول أجسامها. حتى صغار سباحي المحيطات مثل الكريل - حيوانات صغيرة تشبه الجمبري - اصنع تيارات صغيرة مع كل ركلة. وماذا لو كان هناك الكثير من هذه المخلوقات الصغيرة؟ توصلت دراسة جديدة إلى أنها قد تكون قوية بما يكفي لتحريك المياه بعمق مئات الأمتار.
يعتبر خلط الماء هذا أمرًا مهمًا لأن العديد من العناصر الغذائية تنتشر بشكل غير متساو في جميع أنحاء المحيط. بالقرب من السطح ، تستخدم النباتات والبكتيريا البحرية المجهرية ضوء الشمس لصنع الطعام. في هذه العملية ، يستخدمون المغذيات المعدنية في الماء. وتشمل هذه النيتروجين والفوسفور. لذلك يتم استنزاف المياه الضحلة من هذه العناصر الغذائية. لكن المياه العميقة تحتوي على الكثير من هذه العناصر الغذائية. يساعد تحريك المحيط في نقل المياه العميقة الغنية بالمغذيات إلى أعلى نحو السطح حيث يمكن للنباتات استخدامها.
تساعد الرياح والمد والجزر والتيارات الكبيرة على دمج المحيط. لكن حيوانات السباحة تحرك الماء أيضًا. وأراد الباحثون معرفة ما إذا كانت المخلوقات الصغيرة ولكن بكثرة قد تلعب دورًا. كانوا يفكرون في الكريل بحجم سنتيمتر (نصف بوصة) وحتى القشريات الأصغر المعروفة باسم مجدافيات الأرجل (KOH-puh-podz).
يعمل جون دابيري في جامعة ستانفورد بكاليفورنيا. يدرس كيف تتحرك السوائل حول الأشياء ، بما في ذلك الحيوانات. في وقت مبكر ، كما يقول ، لم يعتقد العلماء أن كائنات صغيرة مثل الكريل يمكن أن يكون لها تأثير كبير على المحيط الكبير. "التفكير الأصلي هو أن هذه الحيوانات سترفرف برفقاتها وتخلق دوامات صغيرة حول نفس حجم أجسادهم "، كما يقول.
ولكن بعد ذلك ، أشارت قياسات هجرة الكريل في المحيط إلى أنها قد تثير اضطرابات أكثر مما اعتقد الباحثون في البداية أنه ممكن. وكذلك فعلت برامج الكمبيوتر المستخدمة للتنبؤ بتدفق المياه حول قناديل البحر ومجدافيات الأرجل.
في عام 2014 ، شارك دابيري في تأليف دراسة لقياس كيفية تحرك الماء حول الأرتيميا السابحة في المختبر. الجمبري البحري عبارة عن قشريات صغيرة تشبه الكريل. وأظهرت الدراسة أن الأرتيميا في الخزانات تخلق نفاثات ودوامات في الماء أكبر بكثير من نفسها. يقول دابيري:"ولكن كان هناك شك حول ما إذا كانت نتائج المختبر هذه ذات صلة بالمحيطات".
لماذا ا؟ مياه المحيط ليست موحدة. تكون بعض البقع أكثر دفئًا والبعض الآخر أكثر برودة. تحتوي بعض الأجزاء على ملح أكثر من غيرها. يمكن أن تقسم هذه الاختلافات الماء إلى طبقات ، لكل منها درجة حرارته أو تركيز الملح الخاص به. لا تختلط هذه الطبقات بسهولة. ولم تأخذ دراسة 2014 في الحسبان مثل هذه الطبقات. لذلك لم يكن واضحًا ما إذا كان الاضطراب الناتج عن الكريل أو الروبيان الملحي سيكون قويًا بدرجة كافية أو يسافر بعمق كافٍ لخلط طبقات المحيط.
قوة الروبيان
في الدراسة الجديدة ، تساءل فريق Dabiri عما إذا كانت الحيوانات الصغيرة لديها القدرة على السباحة لخلط طبقات المحيط. لاختبار ذلك ، استخدموا خزانين من الماء في معملهم. كان عمق أحدهما 1.2 مترًا (4 أقدام) والآخر بعمق مترين (حوالي 6 أقدام). كل خزان يحتوي على طبقتين من الماء. احتوت إحدى الطبقات على المزيد من الملح ، مما جعلها تغوص في القاع. كل خزان يحتوي أيضًا على عشرات الآلاف من الأربيان الملحي المتذبذب. تبدو مثل سحابة وردية تتحول في الماء.
تجذب الأضواء الساطعة الجمبري البحري ، لذلك استخدم الباحثون مصابيح LED لتحفيز الروبيان على الهجرة لأعلى أو لأسفل داخل الخزانات. تحاكي هذه الحركات الهجرات العمودية اليومية الضخمة التي يقوم بها كريل المحيط ومجدافيات الأرجل وغيرها من السباحين الصغار للتغذية والراحة.
هاجر الجمبري في حفنة ضيقة. وساعد التقارب الشديد معًا في تضخيم جهودهم الفردية.
يقول دبيري:"عندما يسبح أحد الحيوانات إلى أعلى ، فإنه يركل للخلف". ثم يتم دفع نفس القدر من الماء للأسفل بواسطة حيوان آخر قريب. ثم آخر وآخر. والنتيجة هي اندفاع هبوطي يزداد قوة مع استمرار الهجرة. في النهاية يمتد إلى أسفل بعمق مجموعة الحيوانات المتحركة بأكملها. في المحيط ، يمكن أن يصل طوله إلى مئات الأمتار.
قام الروبيان السباح بتحريك الماء بسرعة تتراوح من 1 إلى 2 سم (0.5 إلى 1 بوصة) في الثانية. كانت النفاثة الناتجة قوية بما يكفي لخلط المياه الضحلة في كل خزان بالماء الأعمق والأكثر ملوحة. أبلغ الباحثون عن النتائج التي توصلوا إليها على الإنترنت في 18 أبريل الطبيعة .
ما المشكلة؟
يشير ديوار إلى أن اختلاط المحيطات جزء مهم من دورة المناخ العالمية. إنها تنتج العناصر الغذائية التي تتغذى وسوف تغذي أزهار الطحالب على السطح. يؤثر هذا المزج أيضًا في كيفية انتقال الغازات ، مثل ثاني أكسيد الكربون ، بين الماء والهواء في الأعلى.
كان العلماء يعرفون بالفعل أن الاختلاط قد حدث. ولكن إذا كانت الحيوانات الصغيرة وراء جزء من هذا الاختلاط ، فقد يغير ذلك كيفية دراسة العلماء للأشياء التي تحركها تيارات المحيطات ، على حد قوله.
وكان هذا السؤال - هل يمكن للحيوانات الصغيرة إجراء أي خلط مهم - هو جوهر الدراسة الجديدة ، كما يشير ويليام ديوار. لم يكن جزءًا من الدراسة. ولكن بصفته عالمًا للمحيطات في جامعة ولاية فلوريدا في تالاهاسي ، فهو يفهم القضايا هنا. يقول إن النتائج الجديدة "تجادل بشكل مقنع تمامًا" أن الحيوانات الصغيرة يمكن أن تبدأ قدراً جيداً من الاختلاط. ويخلص إلى أن هذه النتائج "تتعارض بقوة مع القلق من أن معظم الحياة البحرية صغيرة جدًا في الحجم بحيث لا يمكن اعتبارها مهمة."
يقول دابيري إن الخطوة التالية ستكون محاولة قياس التأثيرات المماثلة في البحر من السفن. يقول:"بحثت الدراسات السابقة عن الاضطرابات أو الدوامات على مقياس حجم الحيوانات". لم يبحثوا عن نوافير كبيرة من الماء. "تخبرنا هذه الورقة لأول مرة بما يجب البحث عنه."
