Güney Pasifik Döngüsü - South Pacific Gyre

Güney Pasifik Döngüsü Dünya'nın dönen okyanus akıntıları sisteminin bir parçasıdır ve Ekvator kuzeye, Avustralya batıda Antarktika Dairesel Akım güneye ve Güney Amerika doğuya.[1] Güney Pasifik Döngüsünün merkezi, erişilemezliğin okyanus kutbu, Dünya üzerinde herhangi bir kıtadan ve üretken okyanus bölgelerinden en uzak olan ve dünyanın en büyük okyanus çölü olarak kabul edilen site.[2] dönme Dünya'nın diğer dört girintisinde olduğu gibi, yüksek yoğunluklu bir alan içerir. pelajik plastik kimyasal çamur, ve diğeri enkaz olarak bilinir Güney Pasifik çöp yaması.[3]

Tortu akışı ve birikimi

Güney Pasifik Döngüsü.

Dünyanın Ticaret rüzgarları ve Coriolis gücü Güney Pasifik Okyanusu'ndaki okyanus akıntılarının saat yönünün tersine dolaşmasına neden olur. Akımlar, döngünün merkezini besin maddelerinden izole eder. yükselen ve oraya rüzgarla çok az besin taşınır (eolian süreçleri ) çünkü Güney Yarımküre'de bölgeye toz sağlamak için nispeten az arazi var. hakim rüzgarlar. Bölgedeki düşük besin seviyeleri, aşırı derecede düşük birincil verimlilik okyanus yüzeyinde ve daha sonra çok düşük akı organik materyal okyanus tabanına yerleşmek deniz karı. Düşük seviyeleri biyojenik ve eolian birikimi, çökeltilerin okyanus tabanında çok yavaş birikmesine neden olur. Güney Pasifik Döngüsünün merkezinde, sedimantasyon hızı milyon yılda 0,1 ila 1 m (0,3 ila 3,3 ft) arasındadır. Tortu kalınlığı (temel bazaltlardan deniz tabanına kadar) 1 ila 70 m arasında değişir ve daha ince tortular Gyre'nin merkezine daha yakın bir yerde oluşur. Güney Pasifik Döngüsüne düşük partikül akışı, oradaki suyun dünyanın en berrak deniz suyu olmasına neden oluyor.[2]

Deniz altı biyosfer

Deniz tabanının altında deniz çökeltileri ve çevredeki gözenek suları alışılmadık bir deniz altı biyosfer. Çok düşük miktarda gömülü organik maddeye rağmen, mikroplar tüm tortu sütunu boyunca yaşar. Ortalama hücre bolluğu ve net oranları solunum diğerlerinden birkaç kat daha düşük deniz altı biyosfer önceden çalışıldı.[2]

South Pacific Gyre alt deniz tabanı topluluğu da olağandışıdır çünkü şunları içerir: oksijen tüm sediman sütunu boyunca. Diğer deniz altı biyosferlerinde, mikrobiyal solunum organik materyali parçalayacak ve deniz tabanının yakınındaki tüm oksijeni tüketecek ve tortu kolonunun daha derin kısımlarını anoksik bırakacaktır. Bununla birlikte, Güney Pasifik girdabında düşük organik madde seviyeleri, düşük solunum oranları ve ince çökeltiler, gözenekli suyun tüm çökelti sütunu boyunca oksijenlenmesini sağlar.[4] Temmuz 2020'de, deniz biyologları bunu bildirdi aerobik mikroorganizmalar (esas olarak), "yarı askıya alınmış animasyon ", bulundu organik olarak zayıf çökeltiler 101,5 milyon yaşında, 250 fit altında Deniz tabanı Güney Pasifik girdabında (SPG) ("okyanustaki en ölümcül nokta") ve en uzun yaşayan yaşam formları Şimdiye kadar bulunan.[5][6]

Radyolitik H2: bentik bir enerji kaynağı

Güney Pasifik Döngüsü gibi oligotrofik okyanus bölgelerindeki organik-fakir tortulardaki bentik mikropların metabolize olduğu varsayılmaktadır. radyolitik hidrojen (H2) birincil enerji kaynağı olarak.[7][2][8]

Güney Pasifik Girdabı (SPG) ve diğer subtropikal girintilerdeki okyanus bölgeleri, yüzey okyanusundaki düşük birincil üretkenlikle karakterize edilir; yani oligotrofiktirler. KMT'nin merkezi, bir kıtadan en uzak okyanus eyaletidir ve dünyadaki en temiz okyanus suyunu içerir.[2] m başına ≥ 0,14 mg klorofil ile3.[2] Karbon, altta yatan derin okyanus çökeltilerine, biyolojik pompa SPG'de sınırlıdır, bu da üretken bölgelerdekinden daha düşük olan sedimantasyon oranları ile sonuçlanır, örn. kıta kenarları.[2]

Tipik olarak, derin okyanus bentik mikrobiyal yaşam, yüzey sularından ihraç edilen organik karbonu kullanır. Tortuların organik madde bakımından zayıf olduğu oligotrofik bölgelerde, yüzey altı bentik yaşam, moleküler hidrojen (H) gibi diğer birincil enerji kaynaklarından yararlanır.2).[9][7][2][8]

İnterstisyel suyun radyolizi

Radyoaktif bozunma doğal olarak meydana gelen uranyum (238U ve 235U ), toryum (232Th) ve potasyum (40K ) deniz tabanı çökeltilerinde, geçiş suyunu toplu olarak α, β, ve γ radyasyon. Işınlama, su moleküllerini iyonize eder ve parçalar, sonunda H2. Bu reaksiyonun ürünleri sulu elektronlardır (e−aq), hidrojen radikalleri (H ·), protonlar (H+) ve hidroksil radikalleri (OH ·).[8] Radikaller oldukça reaktiftir, bu nedenle kısa ömürlüdür ve hidrojen peroksit (H2 Ö2) ve moleküler hidrojen (H2).[9]

Radyolitik H miktarı2 Deniz tabanı çökeltilerindeki üretim, mevcut radyoaktif izotopların miktarlarına, tortu gözenekliliğine ve tane boyutuna bağlıdır. Bu kriterler, abisal killer ve silisli sızıntılar gibi belirli tortu türlerinin daha yüksek radyolitik H'ye sahip olabileceğini göstermektedir.2 diğer deniz tabanı katmanlarına göre üretim.[8] Ayrıca, radyolitik H2 üretim, deniz suyu girişlerinde deniz altı taban bazaltlarında ölçülmüştür.[9]

Mikrobiyal aktivite

Radyolitik H'yi kullanmak için en uygun mikroplar2 knallgas bakterisi mi litoototroflar, moleküler hidrojeni oksitleyerek enerji elde eden knallgas reaksiyonu:[10]

H2 (aq) + 0.5O2 (aq) H2O (l)[11]

SPG'nin oligotrofik bölgelerinden gelen tortu çekirdeklerinin yüzey tabakasında, O2 mikrobiyal metabolizmalarda kullanılan birincil elektron alıcısıdır. O2 konsantrasyonlar yüzey çökeltisinde (başlangıçta birkaç desimetre) hafifçe azalır ve derinliğe değişmez. Bu arada, nitrat konsantrasyonları aşağıya doğru hafifçe artar veya deniz tabanının üzerindeki derin suyla yaklaşık olarak aynı konsantrasyonlarda tortu sütununda sabit kalır. O'nun ölçülen negatif akıları2 Yüzey katmanında, yukarıdaki okyanustan minimum düzeyde biriken organik maddeyi oksitleyen nispeten düşük miktarda aerobik mikrop olduğunu göstermektedir. Son derece düşük hücre sayıları, mikropların bu yüzey çökeltilerinde küçük miktarlarda bulunduğunu doğrulamaktadır. Buna karşılık, KMT'nin dışındaki tortu çekirdeklerinde O2 ve nitrat, sırasıyla deniz tabanının 1 metre altında (mbsf) ve 2.5 mbsf'de. Bu, hem aerobik hem de anaerobik olmak üzere çok daha yüksek mikrobiyal aktivitenin kanıtıdır.[8][2]

Radyolitik H üretimi2 (elektron donörü), 0.5 O üretimiyle stokiyometrik olarak dengelenmiştir.2 (elektron alıcısı), bu nedenle O cinsinden ölçülebilir bir akı2 Suyun hem radyolizinin hem de knallgas bakterisinin birlikte meydana gelmesi durumunda substratta beklenmez.[8][2] Yani, bilinen radyolitik H oluşumuna rağmen2 üretim, moleküler hidrojen, SPG çekirdeklerinde saptanabilir sınırın altındadır ve bu, H2 yüzey tabakasının altındaki düşük organik deniz tabanı çökeltilerindeki birincil enerji kaynağıdır.[8][2][7]

Su rengi

Uydu veri görüntüleri, girdaptaki bazı alanların çevreleyen berrak mavi sudan daha yeşil olduğunu göstermektedir ve bu genellikle daha yüksek yaşam konsantrasyonlarına sahip alanlar olarak yorumlanmaktadır. fitoplankton. Ancak, daha yeşil okyanus suyunun her zaman daha fazla fitoplankton içerdiği varsayımı her zaman doğru değildir. Güney Pasifik Döngüsü bu yeşil su parçalarını içermesine rağmen, çok az organizma büyümesine sahiptir. Bunun yerine, bazı araştırmalar bu yeşil lekelerin biriken deniz yaşamının israfının bir sonucu olduğunu varsayıyor. South Pacific Gyre'nin optik özellikleri büyük ölçüde keşfedilmemiş durumda.[12]

Çöp yaması

Bu bölüm bir alıntıdır Güney Pasifik çöp yaması[Düzenle]
Güney Pasifik Döngüsü, Güney Amerika'nın batı kıyısındaki okyanus akıntılarının eksikliğinde görülebilir. 1943 dolaylarında okyanus akıntılarının haritası
Bu fotoğraf, çeşitli boyutlardaki plastik parçaların dağılmasını göstermektedir.
Okyanus kirleticilerinin akış modelinin görselleştirilmesi
Güney Pasifik çöp yaması yüksek seviyelerde okyanus alanıdır. Deniz enkazı ve okyanuslardaki plastik parçacık kirliliği pelajik bölge. Bu bölge, Güney Pasifik Döngüsündedir ve bu bölgenin doğusundaki sulardan Avustralya için Güney Amerikalı kıta, en kuzeyde Ekvator ve güneye ulaşana kadar Antarktika Dairesel Akım.[13] Okyanustaki plastiklerin bozulması aynı zamanda bölgedeki toksik madde seviyesinde de artışa yol açar.[14] Çöp yaması 2017'nin ortalarında onaylandı ve Büyük Pasifik çöp yaması 2007'deki durumu, eski on yaşını gençleştiriyor. Güney Pasifik çöp yaması[ne zaman? ] Çoğu parçacık bir pirinç tanesinden daha küçük olduğundan, uyduları veya diğer görsel araçları kullanarak tespit etmek imkansızdır.[kaynak belirtilmeli ]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Lovell, Clare. "Evde kimse var mı? Pasifik katında küçük bir tepki var." Amerika'nın İstihbarat Teli 22 Haziran 2009: n. pag. Ağ. 17 Ekim 2009.
  2. ^ a b c d e f g h ben j k D'Hondt, Steven; et al. (Temmuz 2009). "Güney Pasifik'teki Deniz Altındaki Tortu, Dünyanın En Az Yerleşik Yerlerinden Biri". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 106 (28): 11651–11656. Bibcode:2009PNAS..10611651D. doi:10.1073 / pnas.0811793106. PMC  2702254. PMID  19561304.
  3. ^ Montgomery, Hailey (28 Temmuz 2017). "Güney Pasifik Okyanusu Döngüsü Büyük Çöp Yaması Tutuyor". Inc., Pelmorex Hava Durumu Ağları. Hava Durumu Ağı N.p., n.d. Alındı 14 Ağustos 2017.
  4. ^ Fischer, J.P., vd. "Güney Pasifik Döngüsü çökeltisinin derinliklerine Oksijen Penetrasyonu" Biogeoscience (Ağustos 2009): 1467 (6). http://www.biogeosciences.net/6/1467/2009/bg-6-1467-2009.pdf
  5. ^ Wu, Katherine J. (28 Temmuz 2020). "Bu Mikroplar Deniz Tabanının Altında 100 Milyon Yıl Hayatta Kalmış Olabilir - Soğuk, sıkışık ve besin bakımından fakir evlerinden kurtarılan bakteriler laboratuvarda uyandı ve büyüdü". Alındı 31 Temmuz 2020.
  6. ^ Morono, Yuki; et al. (28 Temmuz 2020). "Aerobik mikrobiyal yaşam 101,5 milyon yıl kadar eski olan oksik deniz çökeltisinde devam ediyor". Doğa İletişimi. 11 (3626). Alındı 31 Temmuz 2020.
  7. ^ a b c Sauvage, J; et al. (2013). "Güney Pasifik Girdisinin derin deniz altı tortusunda radyoliz ve yaşam". Goldschmidt 2013 Konferans Özetleri: 2140.
  8. ^ a b c d e f g Blair, CC; et al. (2007). "Yeraltı Sedimanlarında Radyolitik Hidrojen ve Mikrobiyal Solunum". Astrobiyoloji. 7 (6): 951–970. Bibcode:2007AsBio ... 7..951B. doi:10.1089 / ast.2007.0150. PMID  18163872.
  9. ^ a b c Dzaugis, ME; et al. (2016). "Denizaltı Bazaltik Akiferde Radyolitik Hidrojen Üretimi". Mikrobiyolojide Sınırlar. 7: 76. doi:10.3389 / fmicb.2016.00076. PMC  4740390. PMID  26870029.
  10. ^ Singleton P ve D Sainsbury (2001). "Hidrojen oksitleyen bakteriler ('hidrojen bakterileri'; knallgas bakterileri)". Mikrobiyoloji ve Moleküler Biyoloji Sözlüğü. 3. baskı
  11. ^ JP ve EL Shock'u (2001) değiştirin. "Termofilik ve hipertermofilik Archaea ve Bakterilerin genel metabolik reaksiyonlarının enerjetiği". FEMS Mikrobiyoloji İncelemeleri. 25 (2): 175–243. doi:10.1111 / j.1574-6976.2001.tb00576.x. PMID  11250035.
  12. ^ Claustre, Herve; Maritorena, Stephane (2003). "Okyanus mavisinin birçok tonu. (Okyanus Bilimi)". Bilim. 302: 1514–1515. doi:10.1126 / bilim.1092704. PMID  14645833.
  13. ^ "Güney Pasifik Döngüsü - Correntes Oceânicas". Google Sites.
  14. ^ Barry, Carolyn (20 Ağustos 2009). "Okyanusta Plastik Kırılıyor, Sonuçta Ve Hızla". National Geographic Topluluğu.