Все смешалось в доме креветок

Когда дело доходит до крошечных океанских пловцов, целое всегда намного больше, чем сумма его частей. Новое исследование предполагает, что турбулентность в океане, возбуждаемая множеством мелких существ, таких как криль, может быть достаточно мощной, чтобы распространится на сотни метров вниз в глубину.

Исследователи сообщают о том, что креветки, перемещающиеся вертикально в двух разных лабораторных резервуарах, создают небольшие вихри, которые объединяются в один поток примерно по размеру всей мигрирующей группы, сообщают исследователи 18 апреля в Nature.

При скорости жидкости около 1-2 см в секунду струя была достаточно мощной, чтобы смешивать поверхностные воды с более глубокими, более соленными водами. Без смешивания эти воды с различной плотностью оставались бы изолированными в разных слоях.

Креветки представляют собой ракообразных сантиметрового размера, в том числе крипских и крестообразных копеподов (ракообразные), обнаруженных во всем мировом океане, которые вместе способны смешивать слои океана — и доставлять богатые питательными веществами глубокие воды к фитопланктону или микроскопическим морским растениям вблизи поверхности.

В новом исследовании использовался резервуар глубиной 1,2 метра и резервуар глубиной 2 метра. Каждый из них вмещал десятки тысяч вигглинских креветок в двух слоях воды различной плотности. Исследователи использовали светодиодные фонари, чтобы побудить креветок мигрировать вверх или вниз, имитируя массивные ежедневные вертикальные миграции криля, копеподов и других океанских обитателей. Ученые обнаружили, что креветки мигрировали в непосредственной близости друг к другу, и это помогло увеличить их индивидуальные усилия.

«Когда одна креветка плывет вверх, она откидывает воду назад», — говорит Джон Дабири, эксперт по гидродинамике в Стэнфордском университете. Затем этот объем воды сбрасывается вниз к другим креветкам, а затем следующим. Результатом является нисходящий поток, который усиливается по мере продолжения миграции и, в конечном счете, простирается примерно так же глубоко, как и вся мигрирующая группа. В океане это может быть до сотни метров.

Находка команды открывает дверь для множества интересных вопросов. Океанское смешивание является важной частью глобального климатического цикла: оно сбрасывает питательные вещества, которые питают фитопланктон, и способствует обмену газами с атмосферой. Кроме того, смешивание биологического действия с физическими процессами в океане делает уравнение еще более сложным.

Больше информации: I.A. Houghton et al. Vertically migrating swimmers generate aggregation-scale eddies in a stratified column. Nature. Published online April 18, 2018. doi:10.1038/s41586-018-0044-z.