עם הטמפרטורות שנמצאו מתחת ל -20 מעלות צלזיוס וקרח ים בעובי של יותר ממטר, החורף הארקטי הוא אתגר עבור חוקרים המבקשים לאסוף את הנתונים האוקיאנוגרפיים הבסיסיים ביותר, כגון מוליכות, טמפרטורה וצפיפות המים. מול תנאים קיצוניים אלה, מדענים הסתגלו באמצעות בעלי ברית בלתי צפויים: כלבי ים.
מאז 1999, חוקרים כמו גאי וויליאמס, המפליג בקביעות באזורים אלה, גילו כי פוקאס הם מקור רב ערך לנתונים אוקיאנוגרפיים. על ידי ציודם במכשירי מיקרו-CTD, הקלה על חקר אנכי ועמוק של האוקיינוסים, מה שמאפשר להם למדוד את מבנה המים ונתונים אחרים שאחרת כמעט בלתי אפשרי ללכוד בסביבות קיצוניות כאלה.
תפקידם של כלבי ים באיסוף נתונים
כלבי ים הפכו לבעלי ברית מפתח עבור חוקרים בשל יכולתם לשחות בחופשיות מתחת לקרח, למקום שבו מכשירים מסורתיים לא יגיעו. מכשירי מיקרו-CTD שתוכננו על ידי אוניברסיטת סנט אנדרוז מאפשרים לכלבי ים לאסוף נתונים כשהם חוצים שכבות מים שונות. מכשירים אלו, ששוקלים מאות גרמים בלבד, מחוברים לראשי כלבי הים בשרף מיוחד ונשארים מחוברים למשך כשנה. מצוידים בחיישני CTD (מוליכות, טמפרטורה ועומק), המכשירים אוספים ומשדרים נתונים כל ארבע שניות, ושולחים חלק מהמידע באמצעות לוויין כאשר החותמות משטחות.
שיטה גאונית זו לא רק מספקת מידע מפורט על הסביבה הימית מתחת לקרח, אלא גם מאפשרת לחוקרים לנטר את תנועות אנכיות של כלבי ים, מתן נתונים יקרי ערך בזמן אמת על זרמי אוקיינוס, זרימת מים ומיקום חומרי הזנה.
תגליות מרכזיות באוקיינוס הדרומי
צוות בינלאומי בראשות וויליאמס ניתח נתונים שנאספו על ידי כלבי ים פילים בין 2011 ל-2013 באזור המזרחי של אנטארקטיקה. הנתונים חשפו את נוכחותו של המוני מים קרים אשר ממלאים תפקיד חשוב במחזור של גזים מומסים וחומרי הזנה על פני האוקיינוסים בעולם. נתונים אלה הדגישו גם את חשיבותם של מדפי הקרח בוויסות זרמי האוקיינוס העולמיים, והזהירו שהמסתם עלולה להאט את הזרמים הללו ולשנות את התפלגות החומרים המזינים.
הנתונים גם הראו שבמהלך החורף, זרמי פני השטח, שנחשבו בעבר רגועים בגלל כיסוי קרח, פעילים יותר ממה שחשבו בעבר. זה נובע מהשפעת מערבולות האוקיינוס והרוח, המגבירים את ערבוב המים ומאיצים את הובלת החום, הפחמן ותרכובות מפתח אחרות בין פני השטח לקרקעית האוקיינוס. ממצאים אלה חיוניים כדי להבין טוב יותר את ההשפעות של זרמי אוקיינוס בשינויי אקלים.
השפעה גלובלית על זרימת האוקיינוסים
אחת התגליות החשובות ביותר הייתה כיצד מדפי הקרח הנמסים משפיעים על היווצרותם של מים צפופים, שהם המפתח לזרמי אוקיינוס עמוקים. מים נקיים הנובעים מהמסת קרח מפריעה לייצור המים הצפופים והקרים הללו, שעלולים להאט את זרימת האוקיינוס העולמית. תהליך זה, המכונה טלטלה אטלנטית, חיוני לוויסות האקלים ברחבי העולם, ולכל שינוי בתפקודו עלולות להיות השפעות קטסטרופליות על האקלים העולמי.
הודות לטכנולוגיית לוויין ומכשירים המחוברים לכלבי ים, מדענים הצליחו להשיג מדידות חסרות תקדים, צופה כיצד חזיתות האוקיינוס ומערבולות מעבירות חום מהשכבות העמוקות ביותר של האוקיינוס אל פני השטח, ולהיפך. הובלת חום אנכית זו היא תהליך חיוני לקליטת החום של האוקיינוסים, אשר בתורו מחץ את השפעות ההתחממות הגלובלית.
למרות ההתקדמות, כלבי ים אינם יכולים לפתור את כל הבעיות. למרות שהם עוזרים לזהות דפוסי מפתח בזרמי אוקיינוס, הם לא יכולים לשחות מתחת למדפי קרח, מה שמגביל את הגישה לאזורי מפתח מסוימים לחקר אנטארקטיקה. עם זאת, הם ממשיכים לספק נתונים חיוניים לשיפור ההבנה של שינויי האקלים.
שיתוף הפעולה בין חוקרים מרחבי העולם ליונקים ימיים אלה היה חיוני לאיסוף נתונים באזורים שאינם נגישים באמצעים מסורתיים. מדידות אלה משמשות לא רק להבנה טובה יותר של המערכת האקולוגית הימית, אלא גם לחזות כיצד זרמי האוקיינוס העולמיים עשויים להשתנות בעתיד.
ככל שכדור הארץ ממשיך להתחמם, חיוני לשמור על המשך מחקר של אזורים קריטיים אלה. חותמות, יחד עם התקדמות טכנולוגית כגון דאונים וחיישנים חדישים, הוכחו כמשאב רב ערך עבור מדע האוקיאנוגרפי. הנתונים שנאספו חיוניים לא רק כדי להבין את יחסי הגומלין בין האקלים והאוקיינוסים, אלא גם כדי לחזות כיצד הם ישפיעו על כדור הארץ כולו בעשורים הקרובים.