We zijn allemaal gewend aan de groene landschappen en ruige berggezichten die de aarde bepalen waarop we leven, maar vanuit de ruimte is het duidelijk dat we op een blauwe planeet leven. Ondanks zijn extreme zoutheid, zijn onvoorspelbare aard en zijn ongekende impact op ons weer, is dit verbazingwekkende waterlichaam van vitaal belang voor al het leven op aarde.
Helen Chersky, een Britse oceanograaf en omroepster, heeft haar hele carrière de oceaan bestudeerd. In haar nieuwe boek, The Blue Machine: How the Ocean Works (W.W. Norton & Company, 2023), onderzoekt ze hoe de enorme watermassa rond onze planeet de wereld heeft geschapen waarin we vandaag de dag leven, en waarom er op sommige plaatsen een overvloed aan leven is. Terwijl anderen dat niet doen, hoe beschavingen zich rond oceaanstromingen hebben gevormd, en waarom ze fungeren als de batterij van de aarde en haar weersystemen van stroom voorzien.
In dit interview praat ze met ons over wat deze oceaanmotor drijft, vergelijkt ze het met een fijne cocktail en legt ze uit wat de volgende grote oceaangrens is.
Alexander McNamara: In je boek omschrijf je de oceaan als een motor, maar wat bedoel je daar eigenlijk mee?
Helen Chersky: De definitie van een motor is iets dat thermische energie omzet in beweging, wat de oceaan ook doet.
Bovenaan bevindt zich een warme laag, die een hoogte van 100 meter kan bereiken [330 feet] Het is dik, er zit water op de bodem en het is veel kouder, en er zitten lagen in.
Maar ook al zijn de boven- en onderkant van de oceaan enigszins gescheiden, er zijn pluggaten in de buurt van de polen waar ze met elkaar verbonden zijn, en deze verbinding stimuleert de circulatie terwijl het water naar beneden zakt, een paar honderd jaar langs de oceaanbodem glijdt, en dan komt ergens anders een back-up maken.
Dit is wat de motor op grotere schaal doet: warmte overbrengen van de evenaar naar de polen. Het is deze fysieke drang, met al deze kenmerken en al deze anatomie, die ervoor zorgt dat dingen gebeuren, en vervolgens worden dieren en mensen beïnvloed door de resultaten. De hele vorm van de beschavingen op aarde wordt min of meer gevormd door wat de oceaanaandrijving doet.
AM: Voor de meeste mensen zullen gewone waarnemers naar de oceaan kijken en zien dat deze behoorlijk vlak is. Als het een winderige dag is, zal het misschien een beetje schokkerig zijn, maar zo te horen gebeurt er veel onder de oceaan.
Hoge Commissaris: Er zijn dus twee dingen die de motor in beweging zetten: het feit van de rotatie van de aarde en de dichtheid van water.
We hebben de neiging om te denken dat omdat we het met een lepel kunnen roeren, het heel gemakkelijk is om het water te mengen, maar over het algemeen is dat niet het geval, je moet er energie in stoppen en de lepel is slechts een middel om het over te brengen. De oceaan is hetzelfde.
Stel je een gelaagde cocktail voor die je kunt drinken als je voorzichtig bent [liquid] Om op een ander te zitten. Dit werkt alleen als je ze in de juiste volgorde plaatst, omdat de bovenkant minder dicht is dan die eronder, en minder dicht dan die eronder.
[In the ocean]Als je warmer, minder dicht water hebt, zal het bovenaan zitten. Als er dan koud water onder zit, blijft het op de bodem en zullen ze niet mengen. Het is net als de lagen in een cocktail: er is geen energie om het te mixen, dus het blijft daar.
Er ligt dus een warme deken over de oceaan – die wordt de gemengde laag genoemd omdat het water zich daarin vermengt – maar die vermengt zich niet met wat eronder zit, en de belangrijke reden is dat er dingen uit de gemengde laag vallen. Dit zijn vaak delen van het leven, delen van het leven die voedingsstoffen bevatten. Dit zijn net de atomen die je nodig hebt om leven te creëren, toch? Je hebt wat nitraat nodig, je hebt wat fosfor nodig, je hebt wat ijzer nodig – je hebt deze dingen nodig, en ze hebben de neiging uit de gemengde laag te vallen.
Het probleem is dat als ze vallen, ze niet meer kunnen opstaan. Dus in theorie zou er geen leven op aarde moeten zijn, omdat het zonlicht daarboven is en je een warme deken hebt waaruit voedingsstoffen vallen. Dan raakt het na een tijdje op en heb je een aparte oceaan met voedingsstoffen aan de onderkant, waar geen zonlicht is, en aan de bovenkant, waar geen voedingsstoffen zijn en alles stagneert.
Daarom is er niet veel leven midden in grote oceaanbekkens, bijvoorbeeld midden in de Stille Oceaan, omdat die scheiding zo sterk is. Niets kan leven.
De enige reden dat er leven in de oceaan is, is om deze paradox te kunnen doorbreken. Dit gebeurt nabij de randen, waar je perioden van schommelingen krijgt, en nabij de polen, waar de bovenste laag en de onderste laag met elkaar kunnen verbinden. Dit is de reden waarom lagen belangrijk zijn, en de dichtheid bepaalt de lagen.
Natuurlijk beweegt de oceaan veel meer zijwaarts dan op en neer, meestal vanwege de winddruk op het oppervlak en omdat we ons op een roterende planeet bevinden. Dan betreed je de wereld van draaikolken en cirkels, waar je stromingen met interessante vormen kunt creëren, uiteraard beperkt door continenten en gaten tussen continenten.
Als het op hitte aankomt, staat de zon duidelijk aan de hemel op de evenaar, dus er is een zeer directe input van veel energie, en deze circulerende stromingen trekken het warme water naar de polen, waardoor het koude water dieper wordt geduwd. Je hebt een netto overdracht van warmte naar de polen, en zo wordt de warmte verspreid.
De oceaan is werkelijk de batterij van de aarde. Hier wordt de energie van de zon opgeslagen en vervolgens gebruikt om het weer te sturen. Het kan het weer voeden door het te verwarmen, wat orkanen aanwakkert, en het kan invloed hebben op de plaats waar ijs zich bevindt. Warmte is dus eigenlijk een opslag van energie, en de omgeving bepaalt waar die warmte zich bevindt en waar deze wordt overgedragen.
Amy: Je zegt dat het honderden jaren duurt voordat deze stromingen langzaam bewegen, maar hoe? Omdat ik dacht dat als je water samenvoegde, het zou stromen en vermengen, afhankelijk van hoe snel je het verplaatste. Werkt de oceaan op een andere, veel langzamere manier?
De enige reden dat er leven in de oceaan is, is om deze paradox te kunnen doorbreken
Hoge Commissaris: Nou, je ziet het. Als je bijvoorbeeld een badkamer hebt waar warm water stroomt en je besluit dat het te warm is, dan moet je aan één kant wat koud water plaatsen. Als je dit doet terwijl het water helemaal stil is en je roert, zal het lang duren voordat de twee kanten zich gaan mengen – en dat is precies de grootte van de badkuip.
De oceaan wordt voornamelijk aangedreven door draaikolken, en de vorming van een draaikolk vereist energie. Als je geen draaikolken hebt, is er geen reden voor het mengen van de watermassa’s, dus mengen ze niet. Maar het probleem met de oceaan is dat er niet genoeg energie in het systeem zit om alles in de war te brengen. Als er helemaal geen pannen is, heb je perfecte lagen en beweegt er niets en gebeurt er niets. Maar als er heel veel pannen is, zal alles hetzelfde zijn. Er zit een soort gematigd stuk in het midden, waar net genoeg actie is om het interessant te maken, maar niet zoveel actie dat het weer saai wordt.
AM: Was het altijd zo?
Hoge Commissaris: Nee, eigenlijk is het heel anders. En dit is duidelijk het soort dingen waarbij je een heel slimme dateringstechniek kunt gebruiken, waarbij gekeken wordt naar sedimenten op de bodem van de oceanen en naar ijsmonsters en dat soort dingen.
In bijna alle oceanen van de wereld, niet in het Noordpoolgebied maar bijna overal elders, is het warme water aan de bovenkant en wat zich daaronder bevindt veel koeler. Op de bodem van de Noord-Atlantische Oceaan is de temperatuur bijvoorbeeld waarschijnlijk 4 of 5 graden Celsius [39 to 41 degrees Fahrenheit]zelfs als het 30 graden wordt [C, or 86 F] Aan de oppervlakte is het dus veel koeler. Maar er waren tijden in het verleden van de aarde waarin de warmte zich daaronder gemakkelijker mengde en de diepten van de oceaan wel 15 graden Celsius heet waren. [59 F].
Maar de plaats waar deze regel wordt overtreden is de Noordelijke IJszee, omdat het aan de oppervlakte koud is – koud genoeg om te bevriezen, oké – maar er zit een laag onder die veel warmer is, en die genoeg warmte bevat om al het ijs te laten smelten. Ijs vandaag. Deze warmte wordt op de diepte vastgehouden en de reden dat het zich op de bodem bevindt, is omdat het erg zout is, waardoor het dichter is dan het zoete water bovenaan. Zelfs in de huidige oceanen is het niet alleen de temperatuur die de vorming van lagen veroorzaakt; zout heeft ook een effect.
AM: Ik was verrast door het feit dat er een enorme klodder zout water onder de Noordpool ligt. Is dit een probleem en hoe ben je daar gekomen?
Hoge Commissaris: Het wordt dus zout door ijsvorming. Er zijn twee soorten: landijs en zee-ijs. Landijs ontstaat wanneer water uit de oceaan verdampt, opzij wordt gevoerd, als regen of sneeuw valt en bevriest. Maar zee-ijs ontstaat wanneer het oppervlak van de oceaan zelf bevriest.
En het punt van dit proces is dat, omdat de watermoleculen zichzelf opsluiten in deze vaste structuur die ijs is, en omdat de watermoleculen zo vreemd zijn, er in die structuur geen ruimte is voor zout, natrium of chloride, wat de twee componenten zijn. en magnesium en alle andere zouten kom je in de oceaan terecht. Wat er gebeurt, is dat het water een klein kristal vormt en alle moleculen op hun plaats klikken en het zout eruit wordt geperst.
Daarom wordt onder de vorming van ijs direct daaronder zout water gegenereerd, dat naar beneden daalt. Het punt is dus dat als je stopt met de productie van ijs, je minder zout gaat genereren, en waarschijnlijk ga je dat systeem veranderen. Het is echt interessant, deze verschillende configuraties die de oceaan kan hebben.
Natuurlijk is het geheel voortdurend in beweging. Als je naar de aardbol bovenaan de Noordpool kijkt, zijn er twee hele smalle ingangen. Het is een beetje beperkt, er zijn maar een paar manieren om in en uit te gaan. Wat er ook was, moet door die nauwe gaten zijn gegaan, en wat we dus beginnen te zien is de invloed van de Stille Oceaan die in de Noordelijke IJszee kruipt. In het verleden lagen de Atlantische en de Stille Oceaan nogal naar buiten, en nu beginnen ze zich door die smalle gaten te wurmen, waardoor de structuur van het Noordpoolgebied verandert.
AM: Denkend aan de toekomst van de oceaan, waar ligt in het algemeen de volgende grote grens voor ons?
Hoge Commissaris: De grotere vraag is uiteraard hoe dit zal veranderen onder invloed van de klimaatverandering. Er zijn grote vragen over de manier waarop dingen die de oceaan vervoert, zoals zuurstof, de vorm van de oceaanmotor veranderen, omdat deze extra energie heeft en verandert wat hij doet. Dus als je die circulatie vertraagt, verander je de hoeveelheid zuurstof, en in de diepe oceaan zal dat bijvoorbeeld belangrijk zijn voor alles wat probeert te ademen.
Dus ja, ik denk dat er nog steeds grote dramatische vragen zijn, maar we moeten realistisch zijn. We moeten begrijpen hoe de hele machine op aarde werkt, zodat we ermee kunnen werken en niet ertegen, wat ons tot nu toe niet is gelukt.
Noot van de redactie: Dit interview is voor de duidelijkheid bewerkt en ingekort.
/cdn.vox-cdn.com/uploads/chorus_asset/file/25594197/Genki_TurboCharger_Hero.jpg)
More Stories
Wanneer zullen de astronauten lanceren?
Volgens fossielen werd een prehistorische zeekoe opgegeten door een krokodil en een haai
De Federal Aviation Administration schort vluchten van SpaceX op nadat een vlammende raket tijdens de landing neerstort