Cecilie blogger også på norsk

Кон-Тики 2 Наука

Cecilie Mauritzen, научный руководитель экспедиции Кон-Тики 2, ведущий автор 4-го и 5-го оценочных докладов Межправительственной группы экспертов по изменению климата

What the Ocean would have said.
On oxygen @ cop21

Dear delegates, dignitaries, ladies and gentlemen,

It is a great honor to be given the floor at the 21st Conference of the Parties here in Paris – a meeting of enormous consequences for Earth, its elements, and all its creatures, great and small. The agreements that are reached at the 2015 climate summit will have consequences for times so far into the future that only the ocean and the mountains will remember.

Today I wish to turn your attention to an aspect of climate change that you have quite possibly never considered. It is an issue of great importance and grave consequences for the ocean, namely that of oxygen depletion. You may not know this, but the animals in the ocean need oxygen to live, just like the animals at land. And, as on land, it is the plants that produce the oxygen. In fact, the ocean normally produces much more oxygen than it needs, and therefore shares its oxygen with the animals in land, including you humans. Nearly half the oxygen you use originates in the ocean. So you see, we, the Ocean, provide a great service as oxygen producer to all Earth's creatures, wherever they live.

And I tell you about this because I fear that we, the Ocean, cannot continue to provide this service at the same high standard much longer. We cannot even supply enough oxygen for our own creatures anymore. "Why?" you may ask. Well, the ultimate reason is the emission of carbon dioxide associated with combustion of fossil fuels. This emission creates temperature increases in the ocean, just like on land. And when the surface ocean gets warmer it gets more buoyant, making it difficult to mix the surface waters with the deep water. Here it gets a little complicated, but no less important: the ocean plants that produce the oxygen live in the surface waters. Less mixing by the winds means less oxygen transported downwards, to where the ocean animals need it. And less mixing means fewer nutrients coming up from the deep ocean to provide food for the ocean plants. Less food means fewer plants and thereby even less oxygen production. This is a worrysome trend that we, the Ocean, worry deeply about, not just because it affects our own creatures, but because it affects all Earth's creatures, great and small, rich and poor, women and man, child and old.

There is only one way to stop this worrysome trend, namely to curb the emissions of carbon dioxide. Every day and every year that you postpone this decision, we, the Ocean, weakens and our services – which you all depend upon – deteriorate. We beg of you: if not for us, then your you, make a decision. Produce an agreement at this summit that will put us, the Ocean, back on the path towards health, so that we can, once again, be the top quality oxygen producer that all Earth's creatures, great and small, depend upon.

Thank you kindly for listening. Most humbly,
We, the Ocean.

What would the Ocean have Said?

Thoughts at the dawn of the 2015 Climate Summit in Paris

What is it about nature? Why is it so beautiful? Why is it ALWAYS so beautiful? Why does it hide so well all its scars and bruises? Why does it let us get away with it all?

I sit on a balsa raft in the Pacific Ocean, leisurely sailing from Peru to Easter Island. I watch the swells go by, the sun come and go, the small squalls pass by, the winds steadily blowing out of the southeast, allowing us, just barely, to steer so far upwind that we have a justified hope of reaching Easter Island before Christmas. In fact, we are two rafts, and both are packed to capacity with research equipment to document the state of the southeast Pacific during this (southern hemisphere) spring, which happens to be in a gigantic El Nino year.

One of the rafts, the Tupac Yupanqui, is dedicated to monitoring plastic pollution. We are crossing one of the five major plastic accumulation regions ("gyres") of the World Oceans, and we have brought many different instruments to acquire a solid data base on this year's gyre. But what do we see? Nothing. Nada. Okey, a coke bottle twice so far, but otherwise: not one thing. The steady, intense winds have efficiently mixed down the plastic so that it looks just as gorgeous as it did 70 years ago when Thor Heyerdahl crossed these seas with the Kon Tiki. "Our" Pacific is probably a bit greyer than the blue colors his crew so eloquently described, but that's because of the weather, not because of some color contamination.

Our instruments will be able to detect particles smaller than the human eye can see, and will be able to record with high precision what the broken-down plastic - the microplastic - consists of and where it most likely came from. Our research therefore adds to the never-ending, painstaking collecting of data that has been the task of the scientist since times immemorial. And microplastic is one of those particularly insidious pollutants; it attracts toxins and it folows the food web of the marine ecosystem, thus slowly poisoning the entire chain. But it doesn't really matter what the scientist collects, does it? Because no one can see it. Can't see the plastic in the oceans nor the poison in the animals. The ocean is gorgeous. And the animal life is up to par. I see dolphins, dorados, whales, flying fish and a multitude of birds. In fact, our raft has turned into its own little ecosystem which we monitor with cameras every day. To us, the marine life looks nothing but happy.

My raft, the Rahiti Tane, is packed with equipment to monitor climate change. We measure ocean temperature, ocean CO2-content, ocean oxygen content, ocean acidity. We know the oceans are behaving like a huge buffer in Earth's big effort to mitigate climate change: the oceans take up a third of all the CO2 that mankind emits every year. And it takes up almost all the heat created by climate change. Almost all! Sure, the global atmospheric temperature is rising, decade by decade, with all its consequences in terms of heat waves, extrem weather, floods and droughts. But that's only a few percent of the heat accumulated on Earth. More than 90 % of that heat is stored, each year, in the oceans. How is that for an efficient buffer? Without the oceans we would already be facing much harsher changes due to climate change. The oceans spare us from facing reality. Damned nature.

Meanwhile I rock gently back and forth on my raft – the Rahiti Tane, so full of personality and crewed with such a lovely croup of people – genuinely proud to be running a full-scale research program purely on solar power. I think of all the interesting research questions I get to address. My only concern is that we are running out of fuses. (Well, and that we are almost out of chocolate...). And then the thought strikes me: this is all in vain. Nobody will care. There cannot possibly be anything wrong with something so beautiful. Damned nature.

Could the ocean, even if it were sitting at the negotiating table at the climate summit in Paris, arguing for the strong climate agreement it really needs, convince anybody to sign anything? I do not know. Because the ocean is SO beautiful. But what would it have said? Now, THAT is an interesting question.


(2015-11-24) It is Tuesday November 24, we are west of 90 W, and we have entered a new type of weather, after being pounded with strong southeasterlies, huge swells, and cloudy, humid conditions for more than two weeks. Today was sunny, calm and wonderful. So sunny in fact, that we pulled out yet another instrument from the Rahiti Tane toybox. In this case a "Microtop" to measure aerosol optical depth of the atmosphere over oceans. These instruments require a clear view of the sun, so ours had so far been collecting dust.

With the Microtop measurements we participate in a global network of 500 voluntary ships who contribute to monitor how the aerosol content of the atmosphere changes with space and time. The program is coordinated by NASA. Remember, these particles have an overall cooling effect on the atmosphere, but regionally they can have a huge impact on how temperature and even precipitation varies from place to place. So that's why it is so important that the voluntary ships keep collecting their data, year in and year out. And today, we did our little part :)

О научной программе экспедиции Кон-Тики 2

Когда два плота экспедиции Кон Тики 2 отплыли из Лимы в ноябре, они были оборудованы для полномасштабных океанографических и климатических исследований. В течение двух этапов – от Перу до Острова Пасхи до Рождества и от Острова Пасхи до Перу после Рождества - плоты будут делать тысячи измерений для того, чтобы понять, как изменения в морской жизни связаны с изменением климата и загрязнением океана. То, что экспедиция проходит в год Эль-Ниньо в 2015/2016 – это счастливый факт, который позволит глубже проникнуть в суть взаимодействий между морской экосистемы и изменением морской среды. Кроме того, экспедиция совпала со временем проведения XXI Конференции сторон Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата, так что «океану самое время заявить о себе». Так что мы будем измерять в нашей поездке?

1 Изменение климата и подкисление океана
2 Морской мусор: пластиковые и микропластические загрязнения
3 Эль-Ниньо и оперативное прогнозирование погоды
4 Морская флора и фауна

1: Изменение климата и подкисление океана

Океаны играют важную роль в глобальной динамике климата. Океаны поглотили более 90% тепла, накопленные в атмосфере из-за глобального потепления. Около четверти всего диоксида углерода (CO2), выделившегося при сжигании ископаемого топлива, была поглощена океанами, делая океаны эффективным буфером глобального потепления. Когда завершается процесс улавливания и удержания углерода водорослями–поглощение CO2 для образования кислорода с последующим распадом и «захоронением» на морском дне – остаточный CO2 являет нам свою вторую пагубную сущность, проявляющуюся в подкислении океана. И в довершение всего, содержание кислорода в океанах падает. Все эти изменения создают риск для жизни моря и могут повлиять на способность мирового океана осуществлять широкий спектр функций, которые жизненно важны для окружающей среды и здоровья человека.

Мы везем различные инструменты для мониторинга изменения климата, подкисления воды и поглощения кислорода: датчик СО2, датчики рН, датчики кислорода, температуры и солености и т.д.

Изображения показывают измерения CTD-зондами над и под нашим плотом.

Контактные лица на берегу: Emanuel Reggiani <Emanuele.Roberto.Reggiani@niva.no>, Geir Johnsen <geir.johnsen@bio.ntnu.no> и Kai Sørensen <kai.sorensen@niva.no>

Климатический саммит COP21 происходит во время нашего путешествия; мы сделаем все возможное, чтобы передать во всеуслышание, что мы знаем - и то, что мы наблюдаем в восточной части Тихого океана - об изменении климата в Мировом океане.

2: Морской мусор: пластиковые и микропластические загрязнения

Маршрут экспедиции идет через одну из крупных зон накопления мусора в Мировом океане (так называемый "круговорот"), поэтому будут использоваться как высокотехнологичные, так и простые приборы для выявления и количественной оценки макро- и микропластика. Микропластик регулируются Стокгольмской конвенцией (глобальным соглашением по защите здоровья человека и окружающей среды от стойких органических загрязнителей, СОЗ). Мы имеем только ограниченную информацию о составе мусора, его распределении и взаимодействии с загрязнителями, указанными в Стокгольмской конвенции.

Образцы морского мусора будут отбираться по трансектам траловой сетью «Скат», которая отбирает крупно- и малогабаритный пластмассовый мусор размером более 300 мкм. Кроме того, будет использоваться недавно разработанный стационарный 3-ступенчатый насос для отбора образцов. Впервые будут получены данные по распределению пластика по размерам в любом из 5 круговоротов.

Траловая сеть «Скат» и ее находки

На плоту выявление макро и микро пластмасс (до 1 мм) из траловой сети или ​​3-ступенчатого насоса для отбора образцов будет сделано с помощью камеры ближнего ИК-диапазона и проанализировано в близком к реальному времени с помощью Норвежского научно-исследовательского института по проблемам воды NIVA, Образцы фильтров из 3-ступенчатого насоса для отбора образцов до 50 мкм будут сохранены для дальнейшего анализа с помощью камер ближнего ИК-диапазона высокого разрешения в лаборатории. Эти образцы также будут проанализированы на стойкие органические загрязнители (СОЗ), регулируемые Стокгольмской конвенцией. Одна из целей исследования в том, чтобы установить роль пластмасс в транспортировке СОЗ в отдаленные районы Мирового океана. Загрязняющие вещества движутся преимущественно из пластика в водную фазу, что повышает их мобильность и возможности проникновения в дикую флору и фауну.

Фотографии показывают, как 3-ступенчатый насос развертывается с плота

Контактное лицо по берегу: Bert van Bavel <bert.vanbavel@niva.no<

3: Эль-Ниньо и оперативное прогнозирование погоды

В экваториальной части Тихого океана, океан и атмосфера сильно связаны; существует обратная связь между изменениями в атмосфере и изменениями в океане. "Нормальное" состояние может продолжаться в течение нескольких лет, но во время года Эль-Ниньо, а мы находимся сейчас в разгаре него, поверхность океана в восточной части Тихого океана становится значительно теплее, и ветра, поверхностные течения и характер атмосферных осадков также изменяются. Морская экосистема реагирует в сильной степени - крах прибрежного рыболовства вдоль побережья Перу и Чили был, вероятно, первым, древним, индикатором этого сильного климатического сигнала.

Во время нашего путешествия Эль-Ниньо, конечно, влияет на нас. Теоретически, мы можем ожидать более медленные ветра, более медленные течения и больше осадков, чем обычно. Но реальность никогда в точности не соответствует ожиданиям, поэтому мы готовы к сюрпризам.

Наша работа зависит от высококачественных прогнозов погоды; в рамках непосредственного содействия выполнению основной программы Всемирной метеорологической организации «Всемирная служба погоды» мы каждые три часа передаем метеорологические данные с собственной метеостанции. Центры прогнозов погоды по всему миру зависят от добровольных метеорологических наблюдений с судов для создания хороших прогнозов, и учитывая, как мало кораблей на юго-востоке Тихого океана, мы уверены, что мы можем изменить ситуацию.

Контактное лицо по берегу: Aslaug Mariolijn van Nes <aslaugmvn@met.no>

Эль-Ниньо воздействует и на поверхностные течения. Наш вклад в реализацию Глобальной программы по дрейфующим буям – развёртывание в ходе экспедиции 16 буев.

Контактное лицо на берегу: Shaun Dolk – NOAA Affiliate <shaun.dolk@noaa.gov>

Экипаж также будет использовать профилограф Nortek's Aquadopp current profiler в сочетании с Autonomous Online System (AOS) для измерения скорости и направления течений. Следите за измерениями здесь!

Контактное лицо на берегу: Tom Christian Ambrosius Mortensen <TomChristianAmbrosius.Mortensen@nortek-as.com>

4: Морская флора и фауна

Морская экосистема находится под огромной угрозой из-за многих изменений, происходящих с морской средой, назовем лишь несколько: морской мусор, токсичные химические вещества, нагревание океана, океанское закисление, океанское обескислороживание. Это множество стресс-факторов оказывает значительное влияние на морскую среду обитания по всему миру и экспедиция Кон-Тики 2 проводит мониторинг всей экосистемы от самого мелкого фитопланктона до самого большого из морских животных.

Phyto (иначе "растительный") планктон - океанская "трава" - он существуют в основании морской пищевой цепи, производит половину кислорода, который мы вдыхаем, и является единственным организмом в океане, который фактически поглощает CO2 (естественная изоляция CO2 происходит, когда фитопланктон отмирает и опускается на дно), и преобразует его в пищу (биомасса или органический C). Хорошо зарекомендовавший себя «диск Секки» позволяет нам непосредственно измерять прозрачность воды, которая связана с количеством планктона.. Кроме того, мы везем экспериментальный насос (для фильтрации проб воды), а также сенсоры мутности и датчики хлорофилла на нашем CTD-зонде. С учетом дистанционного зондирования океанского цвета со спутников эти данные дадут нам количественное понимание состояния океанской “травы” вдоль нашего маршрута.

Ps: На обратном пути мы повезем две дополнительные современные установки для дальнейшего определения количества компонентов фитопланктона и их состояния (следите за новостями или свяжитесь с Гейром Джонсеном из NTNU – он предоставит актуальную информацию).

Контактные лица на берегу: Kai Sørensen kai.sorensen@niva.no и Geir Johnsen geir.johnsen@bio.ntnu.no

Перемещаясь вверх в пищевой цепи к зоопланктону и выше, мы будем пересекать много очень разных типов морских сред обитания с их собственными экосистемами. Мы будем даже создавать нашу собственную экосистему: плоты, как правило, служат магнитами для морской флоры и фауны.

Мы стремимся понять, как такая платформа колонизируется, и как эта колонизация развивается в течение довольно длительного периода. До сих пор мы располагали информацией, поступающей только с быстро двигающихся судов, которая характеризует пространственное распределение животных (рыб и планктона) в заданный момент времени и не учитывает поведенческое взаимодействие особей во времени. Во-вторых, мы стремимся наблюдать потенциальные изменения в сообществе рыб в результате изменений характеристик морской среды, вызванной изменением климата, пластмассами, токсинами и т.д.

Мы везем два эхолота Kongsberg с частотами 70 и 200 кГц, чтобы контролировать жизнь животных по пути. Контактное лицо на берегу: Frank Reier Knudsen frank.reier.knudsen@km.kongsberg.com

Очень важно

Океаны создают половину кислорода (O2), который мы используем для дыхания. Океаны обеспечивают почти 20% животного белка, потребляемого народонаселением в мире. Океаны являются родиной видов и экосистем, оцененной в туризме и для отдыха. Богатое биоразнообразие океанов предлагает ресурсы для инновационных лекарств или биомеханики. Океанские экосистемы, такие как коралловые рифы и мангровые заросли защищают береговые линии от цунами и штормов. Приблизительно 90% товаров, которые используются в мире, перевозятся через океаны. Океаны привлекательны для людей во всем мире, независимо от расы, национальности или религии. Океаны очень важны для нашего благосостояния. Все же они находятся в условиях огромного стресса, прежде всего вызванного человечеством.

Уникальная возможность

Плоты будут функционировать как превосходные исследовательские платформы. Палуба находится очень близко от морской поверхности, таким образом, легко сделать измерения; они медленно двигаются, таким образом, точки наблюдения будут расположены близко друг к другу, и хотя мы будем заняты тестированием наших навыков мореплавания, у нас будет много времени, чтобы управлять большим комплектом приборов для исследований на двух плотах. Opera Software с техническим директором и членом экипажа Håkon Wium Lie, обеспечивает солнечную энергию и спутниковую связь для программы исследований. Никогда не было предпринято таких полномасштабных океанографических исследований исключительно на возобновляемой энергии!

Основанный на огромной доброжелательности

Программа исследований объединила усилия многих партнеров, которые предложили инструменты, экспертные знания и время, чтобы поддержать Руководителя исследовательских работ Cecilie Mauritzen и Экспедицию Кон-Тики 2. Норвежское Министерство иностранных дел великодушно поддерживает программу исследований в финансовом отношении. В дополнение к компании Opera Software, партнеры по исследованию Norwegian Institute for Water Research (NIVA), Norwegian University of Science and Technology (NTNU), the Norwegian Meteorological Institute (MET), Kongsberg, Nortek, the Global Drifter Program (GDP), the international AERONET program и UNESCO's Intergovernmental Oceanographic Commission (IOC).