I början av oktober 2016, en tropisk storm vid namn Nicole bildades mitt i Atlanten. Det vandrade i sex dagar, nå kategori 4 orkanstatus med kraftfulla vindar på 140 mil per timme, innan han träffade den lilla ön Bermuda som en kategori 3.

Orkaner som Nicole kan orsaka betydande skada på mänskliga strukturer på land, och ofta permanent förändra terrestra landskap. Men dessa kraftiga stormar påverkar också havet.

Forskare har en god förståelse för hur orkaner påverkar havets ytskikt, den solbelysta zonen, där fotosyntes kan ske. Orkanernas starka vindar driver upp kallare vatten underifrån, föra näringsämnen som kväve och fosfor till ytan och stimulera kortlivade alger. Dock, tills nyligen, vi visste inte mycket om hur orkaner påverkar djuphavet.

En ny studie av orkanen Nicole av forskare vid Marine Biological Laboratory (MBL), Woods Hole, och Bermuda Institute of Ocean Sciences (BIOS) har gett ny insikt om dessa effekter. Nicole hade en betydande effekt på havets kolcykel och djuphavsekosystem, laget rapporterar.

Studerar djuphavet

Oceanic Flux Program (OFP) har kontinuerligt mätt sjunkande partiklar, känd som marin snö, i det djupa Sargassohavet sedan 1978. Det är den längsta tidsserien i sitt slag.

Innan du träffade Bermuda, Orkanen Nicole passerade rakt igenom OFP -webbplatsen, cirka 50 mil sydost om Bermuda. Detta gav forskarna en unik möjlighet att studera hur orkaner påverkar djuphavet.

Att studera djuphavet, OFP stränger vetenskaplig utrustning, inklusive sedimentfällor, på olika djup på en förtöjningslina som sträcker sig upp från en 2, 000-punds ankare placerat på havsbotten (2,8 miles under ytan).

Nyckelfynd

I den nya studien, publiceras i Geofysiska forskningsbrev , MBL- och BIOS-forskare ger de första direkta bevisen för att orkaner påverkar havets biologiska pump, en process där levande organismer överför kol från ytan till de djupare havsskikten och havsbotten.

Höghastighetsvindar associerade med orkanen Nicole genererade intensiv kylning av yt-havet och starka strömmar och undervattensvågor, varav några varade i mer än två veckor. Detta accelererade avsevärt den biologiska pumpen, med strömmarna som trycker in näringsämnen i ytskiktet, utlöser en algblomning.

Den överladdade biologiska pumpen trattade sedan snabbt det organiska materialet från orkaninducerade alger som blommade ner i djuphavet. Detta gav ett stort tillskott av mat för det marina livet i det djupa havet dit ljuset inte når.

Forskarna fann betydande ökningar av färskt organiskt material i sedimentfällor vid 4, 900 fot och 10, 500 fot under ytan. Algtillväxtmätningar på OFP -platsen efter orkanen Nicoles passage var bland de högsta som observerats i oktober under de senaste 25 åren.

"Ytan och djuphavet är verkligen väl sammankopplade i efterdyningarna av dessa kraftfulla stormar, "förklarade Rut Pedrosa Pàmies, en biogeokemist och oceanograf vid MBL:s Ecosystems Center och första författare till studien. "Materialet som når dessa djup är avgörande för djuphavsekosystemet."

Långsiktiga konsekvenser

Sedan 1980 har sju kategori 3 eller större orkaner har passerat inom 186 miles från Bermuda. Dessa orkaner drabbade totalt mer än 32, 800 kvadratkilometer ytvatten, ett område som är större än delstaten Maine.

Aktuella klimatmodeller indikerar att orkanens intensitet kan öka när den globala uppvärmningen av människan fortsätter. Detta kan utöka området av hav som störs av orkaner, med konsekvenser för havets biogeokemiska kretslopp och djuphavsekosystem.

Jordens sista gräns

På grund av de extrema förhållandena i djuphavet, detta anmärkningsvärda biom har varit notoriskt svårt för forskare att studera. Dessutom, på grund av svårigheter med datainsamling ombord i extrema väderförhållanden, de direkta effekterna av orkaner är inte väl förstådda. Sedimentfällor som de som används av OFP är avgörande för att förstå deras inflytande på djuphavet.

När OFP började 1978, forskare kunde bara samla in en kopp sjunkande partiklar varannan månad. "Nu, vi har provupplösning varannan vecka och sedimentfällor på tre djup, " sa Pedrosa Pàmies.

Med spridningen av ny utrustning och teknik för att studera djuphavet, att förstå denna sista gräns är äntligen inom räckhåll.