A globális óceán része, az Észak-atlanti-óceán szorosan összekapcsolja a légkört és a bio-geoszférát, miközben jelentős szerepet játszik az éghajlat, az élet és a gazdaság szempontjából.
Az óceáni áramlás döntő szerepet játszik Nyugat-Európa éghajlatának mérséklésében. Emellett elősegíti a globális szénkörforgást is, mivel az Atlanti-óceán északi részén a mélyvíz kialakulása felelős hatalmas mennyiségű CO2 eltávolításáért a légkörből. Az óceán peremén virágzó ökoszisztémák találhatók.
Az Atlanti-óceán északi részét azonban egyre inkább veszélyeztetik az emberi tevékenységek. Ez jelenti társadalmunk egyik fő kihívását az elkövetkező évtizedekben.
Oceáni cirkuláció kutatása
Az Észak-Atlanti-óceán kritikus láncszemet biztosít a globális óceáni cirkulációban, mivel a helyi felszíni vizek lesüllyednek és kialakítják a mélytengeri szállítószalagot.
A NIOZ egy megfigyelő óceáni hálózatnak ad otthont a mélyvizek kialakulásának tanulmányozására. Ez magában foglal egy sor kikötési pontot az Irminger-tengeren Grönland déli csücske és Izland között.
Ezeken a területeken a lehűlt felszíni víz mélyebb rétegekbe történő téli konvekciója bizonyítottan hozzájárul a függőleges keveredés és a hőszállítás kialakulásához az óceánban. A cirkuláció változásai hatással vannak az oldott összetevőkre és közvetve az ezekben a víztömegekben élő szervezetekre is.
Ocean surface productivity
Az Atlanti-óceán északkeleti részén egy dél-északi földrajzi gradiens létezik, a (szub)trópusok erős és állandóan rétegzett rendszerétől a mérsékelt égövi régiók szezonálisan rétegzett rendszeréig. Ez a gradiens ideális rendszert biztosít annak vizsgálatára, hogy miként befolyásolja a mikrobiális közösségek termelékenységét és összetételét.
Az óceáni klímamodellek a rétegződés növekedését, a tápanyag-korlátozás fokozódását és ennek következtében a fitoplanktonközösségek kisebb fajok felé történő eltolódását jelzik előre. Várhatóan csökken a primer termelékenység, valamint a zooplankton legelésének és a vírusos lízisnek a fitoplanktonveszteséghez viszonyított arányának változása. Az, hogy a legelés vagy a vírusos lízis a domináns veszteségtényező, meghatározza a szén és a tápanyagok áramlását a táplálékhálózaton keresztül a magasabb trofikus szintekre (legelés), vagy az oldott szerves anyagba és a mikrobiális hurok fokozott aktivitásába (vírusos lízis).
A NIOZ kutatásainak előzetes eredményei azt mutatják, hogy általában a vírusos lízis és a legelés körülbelül egyformán fontos. A vírusos lízis aránya azonban a rétegződéssel a szubtrópusok felé haladva nőtt, ami egy regeneratívabb rendszerre utal. Ez a helyzet várhatóan kiterjed majd az északi szélességekre is, amikor az óceán felszíni rétegének felmelegedése miatt a rétegződés fokozódik. Ez viszont a mélytengeri ökoszisztémákra is hatással lesz.
Mélytengeri ökoszisztémák
A közhiedelemmel ellentétben az Atlanti-óceán északi részének mélyebb részei egyedülálló, virágzó ökoszisztémáknak adnak otthont, beleértve a hidegvízi korallzátonyokat, szivacsrétegeket és hidrotermális ventilátorok közösségeit.
A NIOZ tanulmányai szerint ezek az ökoszisztémák nagy mélységekben, a sötét és hideg óceánban virágoznak, ahol a táplálékellátás korlátozott.
A mélytengeri ökoszisztémákat nemcsak a nagy biológiai sokféleség és biomassza jellemzi, amelyek gerinctelenek és halak széles körének nyújtanak élőhelyet, hanem a szénmineralizáció gócpontjai is. A hidegvízi korallok és szivacsok olyan nagy zátonyrendszereket építenek, mint a trópusi zátonyok. Egyedülálló módon fény nélkül élnek, és táplálékellátásuk az óceán felszíni rétegének elsődleges termelékenységétől függ.
Oceán kémiája
Az óceáni keringés is meghatározza a tápanyagok elérhetőségét a felszíni rétegben, és ezáltal a biológiai termelékenységet. Az óceán élővilága a tápanyagok és nyomelemek előfordulásától függ, ami egész ökoszisztémák működését befolyásolja.
A NIOZ részt vesz az Atlanti-óceán északi részén olyan nagy projektekben, mint a GEOTRACES, amelynek célja a kulcsfontosságú nyomelemek és izotópok óceáni eloszlását szabályozó folyamatok azonosítása és az áramlások számszerűsítése. A PRISTINE ultratiszta vízmintavevő rendszert az NMF részlegünkkel szoros együttműködésben fejlesztettük ki, hogy a tudósok mérni tudják az óceánok számos területén előforduló nyomfémek ultraalacsony koncentrációját.
A folyók és az olvadó tengeri jég tápanyagokkal és nyomfémekkel gazdagíthatja az óceánt. A tengeri passzátszelekkel a légkörben nagy távolságokra szállított szaharai por szintén potenciális trágyája az óceánnak. A NIOZ a Szahara sivatagból származó port követi nyomon az egész Atlanti-óceánon keresztül, egy transzatlanti kikötött berendezéssel.
Palaoceanográfia
A NIOZ a mélytengeri üledékmagok elemzésével is foglalkozik a geológiai múlt rekonstruálása érdekében.
Most óceánjaink legmélyebb részei elegendő oxigént tartalmaznak ahhoz, hogy nagytestű állatok nagy változatosságát tartsák fenn. A múltban azonban ez másképp volt, amikor a Fekete-tengerhez hasonló körülmények uralkodtak, kiterjedt anaerob fenékvízréteggel. Mi okozta ezeket a fordulópontokat, és ez milyen következményekkel járt a légköri CO2-szintre és az éghajlatra nézve?
A jégkorszakok és az interglaciális időszakok között az Atlanti-óceán északi része a hőszállítás és a mélyvizek kialakulásának különbségei révén jelentős szerepet játszott az éghajlatváltozás modulátoraként. Az utolsó jégkorszak nagy felbontású archívumain végzett vizsgálatok kimutatták, hogy az észak-atlanti cirkuláció gyors változásai globálisan befolyásolták az éghajlatot.