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海底中小蝦引起的的蝴蝶效應,小小的遊動掀起全球氣候突然變化

當我們想到全球變暖和氣候變化時,我們大多數人都忽略了動物對環境的影響。氣候影響動物,但反過來真的是這樣嗎?動物能影響氣候嗎?

我不知道該如何回答這個問題,但很幸運地從斯坦福大學的一個頂級流體動力學研究團隊那裡讀到了一篇最新的論文。這個由約翰·達比里博士領導的團隊以他們在生物研究方面的工作而聞名。他們研究的一部分是生物對流體流動的影響,尤其是海洋中的水流。

這個研究小組最近的工作涉及一種叫做「游泳者的整體運動」的東西,並於今年發表在《自然》雜誌上。研究人員想知道當成千上萬的小生物朝著一個方向遊動時會發生什麼。它們所產生的尾流是否會形成更大的規模運動,這些運動是否會影響它們所游過的海水?

該團隊製作了大型坦克,並用水和阿耳特彌斯(一種鹽水蝦)填滿它們。利用LED燈,他們可以讓蝦在水箱中向上和向下遊動,複製它們每天的垂直遷徙。在海洋中,垂直運動是幾百米,但在實驗中,蝦向上和向下遊了幾米。

在蝦開始運動之前,研究人員測量了水的分層。也就是說,密度較低的水會上升到頂部,而較重的,更密集的水下沉。在海洋和實驗中,水的密度取決於它的鹽度和溫度。

作者發現了一些驚人的東西。誘騙蝦在魚缸里上下遊動後,水的分層發生了很大的變化。蝦帶著較重的水向上,較輕的水向下。雖然一隻甚至幾百隻蝦可能不會改變水的結構,但是成千上萬隻蝦可以一起運動。這是一個向上聚集的蝦的運動視頻。這裡顯示的是一隻蝦的流體運動。

研究人員還發現,蝦因為密度大,所以向上游比向下游更難。因此,當它們向上游的時候,它們必須產生一個強大的推進氣流,而向下游的時候幾乎沒有推進氣流。由於這些小型推進噴射是添加劑,蝦在海水中上升時比下降時產生更多的混合。在一天結束時,聚集運動和湍流混合的效果使水的正常混合能力增加了一千倍。

我問Dabiri博士這個項目的重要性,他告訴我們:

海洋動力學通過與大氣的相互作用直接與全球氣候聯繫在一起。事實上,游泳的動物可以在海洋中扮演重要的角色——這一想法在海洋學中幾乎是異端——因此可能會產生遠遠超出動物居住的直接水域的影響。

真正有趣的是這種垂直混合如何影響地球的溫度。通過攪動海水,蝦能幫助把冷水帶到水面,並把熱水帶到水面下嗎?如果出現這種情況,對全球範圍的影響有多大?

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