Данные с ластами? Изучение океана с точки зрения тюленя

Ученый Лия Сигельман использует неожиданный источник данных для изучения океана вокруг Антарктиды — источник с ластами и отдаленным сходством с Джаббой Хаттом.

Сигельман использует данные от одного помеченного южного морского слона для исследования мелкомасштабных океанических особенностей в малоизвестной части океана вокруг Антарктиды. Она является приглашенным исследователем из Университета Западной Бретани (Брест, Франция) в Лаборатории реактивного движения NASA (Пасадена, Калифорния).

Южные морские слоны весят как пикап среднего размера и могут казаться медлительными на суше, но в воде они — атлеты на выносливость. Они проводят 9–10 месяцев в году в море, проплывая тысячи миль и постоянно ныряя на глубину до 3300 футов (1000 метров). «Даже когда они спят, они ныряют — они плавно опускаются, как лист», — сказала Сигельман. В среднем они совершают около 80 погружений в день с интервалом менее полумили (700 метров), кратко возвращаясь на поверхность за воздухом, но оставаясь под водой до двух часов за раз.

Благодаря этим погружениям помеченный морской слон собирает данные со всего верхнего слоя Южного океана. Некоторые тюлени даже кормятся под антарктическим морским льдом, куда обычные океанографические приборы не могут попасть. Поскольку глобальное потепление изменяет важные океанские течения, что влияет на скорость таяния льдов Антарктиды, любые дополнительные данные из этих опасных, удаленных морей могут быть ценны. Поэтому Сигельман и её коллеги исследуют использование данных от тюленей для лучшего понимания океанической среды.

Более двух десятилетий ученые помечают тюленей на Кергеленских островах (французская территория в Антарктике), чтобы изучать поведение животных. В 2014 году исследователи начали использовать новый тип датчика, который записывает каждое погружение, предоставляя океанографический набор данных с очень высоким разрешением.

Животных метят в рамках французской исследовательской программы SO-MEMO (Система наблюдений — млекопитающие как пробоотборники океанической среды), которой управляет Французский национальный центр научных исследований (CNRS). Метку (фактически датчики с антеннами) приклеивают к головам тюленей в соответствии с установленными этическими нормами, когда животные выходят на сушу для размножения или линьки (сбрасывания отмершей кожи). Исследователи снимают метки для получения данных, когда тюлени возвращаются на сушу. Если они пропускают метку, она отпадает вместе с отмершей кожей в следующий сезон линьки.

Сигельман и её соавторы проанализировали трехмесячный кормовой рейс самки тюленя, во время которого животное преодолело впечатляющие 3520 миль (5665 км) и совершило 6942 погружения. Большинство тюленей с Кергеленских островов кормятся к востоку, но эта конкретная самка направилась прямо на запад, в район Антарктического циркумполярного течения, где существует стационарная меандра — место, где топография дна океана создает постоянный изгиб в пути течения.

Тюлень провел около трети всего своего рейса, двигаясь зигзагами в меандре, что дало богатый набор данных из региона, где было сделано мало прямых океанографических измерений. Исследователи использовали данные для определения местоположения резких изменений плотности воды, называемых фронтами (аналогично холодным и теплым фронтам в атмосфере). Ширина этих океанических особенностей составляет всего 3–12 миль (5–20 км). Резкие границы между более плотной и более легкой водой вытягивают питательные вещества с глубин, удобряя микроскопические океанские растения — фитопланктон. Увеличенный запас пищи поднимается по пищевой цепи, превращаясь в обильное пиршество для морских слонов. Исследователи увидели эффект этого изобилия в коротких бросках, которые тюлень совершал во время погружений, как будто преследуя добычу.

«Я надеюсь, что этот [результат] побудит физиков и биологов использовать эти очень богатые данные от тюленей», — сказала Сигельман. Статья об исследовании под названием «Субмезомасштабные океанические фронты действуют как биологическая горячая точка для южного морского слона» была опубликована в этом месяце в журнале Scientific Reports. Соавторы — из Калифорнийского технологического института (Пасадена), Университета Западной Бретани и Университета Западной Австралии (Кроули).