"Kyslíková lavína" dodáva hlbokú vodu

V Ženevskom jazere sa objavil nový mechanizmus absorpcie kyslíka

Prieskumy vody na Ženevskom jazere Švajčiarska národná vedecká nadácia
čítať nahlas

Na udržanie kvality vody v jazere musí byť hlboká voda aspoň niekedy zásobovaná kyslíkom. Vedci z Federálneho technologického inštitútu Lausanne teraz s podporou Švajčiarskej národnej vedeckej nadácie objavili nový, predtým neznámy „mechanizmus dýchania“ okrem bežnej konvekcie v Ženevskom jazere. Zároveň zaregistrovali možné zmeny v dôsledku globálneho otepľovania.

V zime 2004-2005 dokázalo Ženevské jazero zásobovať kyslíkom v najnižších vrstvách kyslík v hĺbke takmer 300 metrov, ako to profesor Ulrich Lemmin a jeho výskumný tím z Laboratória environmentálnej hydrauliky na EPFL už dávno nedodržiavali. Toto uspokojivé medzičas však nemôže maskovať rušivý trend: globálne otepľovanie v posledných rokoch spomalilo absorpciu kyslíka v jazere v dôsledku výrazne vyšších priemerných zimných teplôt.

Vedci pomocou technických pomôcok sledovali pohyby vody v Ženevskom jazere, ktoré sú za tento proces zodpovedné. Na sledovanie prepravy vodných hmôt museli umiestniť meracie prístroje na niekoľko miest v rôznych hĺbkach. Po spojení a vyhodnotení zozbieraných údajov v počítači sa pohyby mora na obrazovke ukázali v celej svojej komplexnosti. Najviditeľnejším hnutím bol krst „konvekčnej slučky“, ale vedci tiež objavili nový, doteraz neznámy mechanizmus prenosu kyslíka.

300 metrov hrubá smotana

Je možné si predstaviť jazero ako druh plátky smotany, ktorý pozostáva z vrstiev vody s rôznou teplotou a hustotou. Na povrchu sú teplotné výkyvy najväčšie v priebehu roka: Teploty sa pohybujú od 20 ° C v lete do mrazu v drsnej zime. Teraz, najmä v zime, je konvekčná slučka zrejmá, keď teplota povrchovej vody klesne pod teplotu hlbokých vrstiev vody, ktorá je vždy okolo 5, 5 ° C.

„Vo fyzike tekutín sa nižšia teplota vo všeobecnosti rovná vyššej hustote, “ vysvetľuje Ulrich Lemmin. „Výsledkom bude, že vrchné vrstvy sa ponoria, len čo budú dosť chladné.“ Kyslík, ktorý je v týchto vrstvách hojný, teraz žehná kvalite vody jazera. Keď klesnú mŕtve rastliny a živočíšne látky na dno jazera, na degradáciu tohto organického materiálu pomocou aeróbnych baktérií je potrebné značné množstvo kyslíka. Ak nie je k dispozícii dostatok kyslíka, baktérie už nemôžu poskytovať čistenie. Potom sa v sedimentoch akumulujú organické látky a znečisťujúce látky, ako napríklad fosfor, čo môže vyvažovať jazero. zobraziť

Kyslíková kaskáda v plytkej pobrežnej zóne

Na úplné pochopenie procesu absorpcie kyslíka je potrebné zvážiť ďalšie mechanizmy. Nie sú za premiešanie vrstiev zodpovedné len konvekčné slučky? A ak sú zapojené aj iné mechanizmy: reagujú citlivo aj na kolísanie teploty atmosféry?

Ulrich Lemmin a jeho tím boli inšpirovaní laboratórnymi pozorovaniami a pokračovali vo vyšetrovaní. Pritom skutočne objavili ďalšie procesy, ktoré spôsobujú zmiešanie jazera. Zaujímali ich najmä pobrežné zóny Ženevského jazera, kde hlbiny siahali sotva viac ako päť metrov cez nosník široký niekoľko desiatok metrov. Napríklad táto zóna je veľmi výrazná medzi Ženevou a Lausanne, známou tiež ako „Malé jazero“. Vďaka malej hĺbke sa voda rýchlo ochladzuje, čím sa zvyšuje jej hustota, tečie po mori a klesá ako lavína nad riekou. Geneste spodok jazera a zhromažďuje sa v hĺbke Malého jazera.

Objavenie tretieho „dýchacieho mechanizmu“

Nakoniec vedci dokázali dokázať ďalší mechanizmus, ktorý prispieva k prísunu kyslíka do hlbších vrstiev mora. „Z niektorých meraní boli jasné výsledky. Údaje nestačili. Experimentmi v laboratóriu sme mohli modelovať proces výpočtom. Teraz sme presvedčení, že tretí mechanizmus prispieva k zmiešaniu jazera, ktoré úzko súvisí s druhým, s kaskádou, ktorá pramení z plytkých vôd v pobrežnej zóne.

V skutočnosti studené vody, ktoré pôvodne pochádzali z pobrežnej zóny, neprešli časťou svojej cesty, kým v zime nedosiahli dno Malého jazera. Váš cieľ je ešte hlbší bod na východ od jazera: povodie hlboké až 300 metrov. Vodné masy bohaté na kyslík opúšťajú jazero pomaly a zasúvajú sa hlbšie do priepasti.

Teraz je známe, že Ženevské jazero dýcha rôznymi spôsobmi. Tento objav nielen pomáha lepšie chrániť najväčšie jazero vo Švajčiarsku a západnej Európe, ale aj ďalšie sanitárne oblasti, ktoré sú ovplyvnené ľudskou činnosťou a zmenou podnebia. byť podrobený testu.

(Švajčiarska národná vedecká nadácia, 11.01.2006 - NPO)