Pod względem ekonomicznym, duży ekosystem morski północno-wschodniego szelfu (NES – Northeast Shelf) Stanów Zjednoczonych obsługuje niektóre z najbardziej wartościowych łowisk przybrzeżnych w kraju. Jednak większość tych dochodów pochodzi z połowu skorupiaków, które są wrażliwe na zakwaszenie oceanów (OA – Ocean Acidification), którego prognozy wskazują w najbliższych latach na dalszy wzrost.
Grace Saba i Liza Wright-Fairbanks z Rutgers w Stanowym Uniwersytecie New Jersey oraz Baoshan Chen z Uniwersytetu Stony Brook i Wei-Jun Cai z Uniwersytetu Delaware w 2018 roku przetestowali szybowiec autonomiczny Slocum w kształcie żółtej torpedy, który przez trzy tygodnie mierzył pH, zasolenie i temperaturę wód oceanicznych w całym słupie wody przybrzeżnego Atlantyku, od portowego miasta Atlantic City do skraju podwodnego szelfu kontynentalnego na odcinku 130 mil, tam i z powrotem 1.
—
Fot. Szybowiec Slocum obsługiwany przez Rutgers University jest rozmieszczony u wybrzeży New Jersey. Podwodne szybowce wyposażone w czujniki dostarczają danych na żywo, które pomagają naukowcom zrozumieć w czasie rzeczywistym, jak zmienia się kwasowość w oceanach Ziemi. Źródło: Liza Wright-Fairbanks, Rutgers University
—
Dane porównawcze pH mierzonego na północno-wschodnim szelfie kontynentalnym na różnych jego głębokościach, od powierzchni oceanu do dna, tradycyjną metodą spektrofotometryczną za pomocą pobierania próbek wody, a metodą za pomocą przemieszczania się automatycznego szybowca, wyraźnie się różniły. Okazało się, że pomiary czujnika pH z szybowca miały znacznie wyższą rozdzielczość z dokładnością 0,011 jednostek lub nawet lepszą, mierzoną non stop w ciągu kilku tygodni w całym słupie wody oceanicznej.
Ogólnie naukowcy ci zaobserwowali, że wcześniejsze wysiłki w zakresie monitorowania zakwaszenia miały albo zbyt niską rozdzielczość przestrzenną (cumowanie), albo z kolei zbyt wysokie koszty i zbyt niską rozdzielczość czasową oraz przestrzenną (rejsy badawcze).
—
Rys. Mapa pokazująca lokalizację pierwszych wodowań szybowca pH. W przypadku pierwszego wodowania (tor w kolorze magenta) szybowiec został zwodowany u wybrzeży Atlantic City w stanie New Jersey w dniu 2 maja 2018 r. i wykonał pomiary pH i innych zmiennych od przybrzeżnego do skraju szelfu kontynentalnego i z powrotem, gdzie został zacumowany 22 maja 2018 r. W przypadku drugiego zwodowania (trasa w kolorze błękitnym), szybowiec został zwodowany na wschód od Georges Bank 5 lipca 2018 roku i wykonał pomiary pH i innych zmiennych podczas przepływu, dopóki nie został zacumowany u wybrzeży Atlantic City 28 sierpnia 2018 r. Podczas tego zwodowania szybowiec był wciągnięty w ciepły wir na prawie 5 dni (żółte równoległoboki i koło). Zaniepokojeni biodegradacją z powodu długiego okresu przebywania w ciepłej wodzie, 31 lipca szybowiec ten został przechwycony na południe od Montauk w stanie New Jersey w Stanach Zjednoczonych (Grace Saba i Liza Wrighr-Fairbanks, 2018).
—
W serwisie naukowym NOAA OAP (NOAA Ocean Acidification Program) prof. Grace Saba napisała 2:
Ten projekt optymalizuje sieć obserwacyjną NES OA obejmującą regiony środkowego Atlantyku i Zatoki Maine poprzez dodanie sezonowych rozmieszczeń podwodnych szybowców wyposażonych w transformujące, nowo opracowane i przetestowane głębokie czujniki pH oparte na ISFET oraz dodatkowe czujniki (pomiar temperatury, zasolenia dla całkowitej zasadowości i oszacowanie nasycenia aragonitem [ΩArag], tlenu i chlorofilu), optymalizacja istniejących regionalnych próbek w celu usprawnienia pomiarów chemii węglanów w kilku kluczowych lokalizacjach oraz kompilacja i integracja istniejących zasobów OA. Naukowcy zastosują te dane do istniejącego modelu ekosystemu/biogeochemii oceanicznej NES (BGC), który rozwiązuje chemię węglanów i jej zmienność.
—
Referencje:
- Saba G. K. et al., 2018 ; The Development and Validation of a Profiling Glider Deep ISFET-Based pH Sensor for High Resolution Observations of Coastal and Ocean Acidification ; Observation Ocean ; https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2019.00664/full
- Saba G. K., 2020 ; OAP Projects in the Southeast U.S. Optimizing Ocean Acidification Observations for Model Parameterization in the Coupled Slope Water System of the U.S. Northeast Large Marine Ecosystem ; NOAA OAP ; https://oceanacidification.noaa.gov/CurrentProjects/Southeast/TabId/2910/ArtMID/14230/ArticleID/15729/Optimizing-Ocean-Acidification-Observations-for-Model-Parameterization-in-the-Coupled-Slope-Water-System-of-the-US-Northeast-Large-Marine-Ecosystem.aspx