高科技系泊将测量南极冰层下
研究将提供首个全年CO记录2水平
地球上的海洋已经吸收了人类通过使用化石燃料和其他活动向大气中排放的大约三分之一的二氧化碳。这对那些关心温室变暖的人来说是个好消息，但对海洋生物来说是个坏消息，因为海洋生物对额外的二氧化碳带来的海水酸度的增加很敏感。
威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的助理教授伊丽莎白·沙德威克（Elizabeth Shadwick）现在在南极洲周围季节性冰层覆盖的水域下部署了一个高科技系泊装置，以更好地了解极地地区的海洋酸化情况，特别是在研究较少的冬季。她的研究经费来自美国国家科学基金会极地项目办公室。
迄今为止，对南极洲周围南大洋二氧化碳水平的了解几乎完全依赖于研究船和补给船在夏季短暂的无冰水域收集的数据。夏德威克号的停泊将常年延续这一记录，直至漫长的极地冬季。
系泊是一根绳子，锚定在约1600英尺深的海底，由沙滩球大小的浮标垂直支撑，在海面以下60英尺处终止，远低于冬季海冰的冲刷。它包括尖端的传感器，可以在系泊的六个月部署期间每三小时测量一次溶解的二氧化碳浓度。其他传感器将测量pH值、温度、盐度和溶解氧。所有数据都存储在防水存储卡中，直到找回系泊。
Shadwick说：“自主传感器将使我们第一次能够监测南极洲沿海水域二氧化碳的全年循环。”她和VIMS的海洋技术人员奥利维亚·德·梅奥计划在5月初——南极的深秋——恢复刚刚部署的系泊，届时他们还将部署第二个相同的系泊，并于次年12月恢复。
部署和回收工作由美国科考船劳伦斯·m·古尔德进行。回收包括使用存储的GPS坐标来重新定位系泊装置（在海面上是看不见的），然后用声信号ping释放装置将其从海底系索中释放出来。然后，系泊装置可以浮到水面上，工作人员用抓斗把它钩住，然后把它吊到船上。
南大洋的酸化
由于南大洋在全球碳循环中扮演着如此重要的角色——储存了几乎一半被海水吸收的人为排放——来自Shadwick系泊的数据应该有助于更好地了解全球气候变化，并提高预测其全球影响的能力。
沙德威克说：“从对夏威夷和百慕大等地的观察来看，我们知道海洋表面正在追踪大气中二氧化碳的增加。”“不太清楚的是，极地海洋是否也在追踪这种增长，因为它们每年有几个月与大气脱离接触，这时有冰存在。”
基于最近南极夏季船上测量的模型表明，二氧化碳的上升2从2070年左右开始，浓度将给当地海洋生物带来大麻烦，届时pH值的下降可能会影响到用碳酸钙矿物形成贝壳或骨骼的动物。沙德威克和其他科学家特别关注对极地食物网底部微生物的影响，以及这些影响如何波及鱼类、企鹅、海豹和鲸鱼。
Shadwick说，了解冬季的条件很重要，因为与夏季不同，当海洋藻类的光合作用从水中去除二氧化碳并提高pH值时，冬季二氧化碳通过呼吸作用或藻华的腐烂释放，导致自然的低pH值条件。
“利用对冬季条件的稀疏观测，”Shadwick说，“我们的模型预测，到2030年，南大洋的碳酸盐将变得不饱和——大约比基于年平均条件的预测早30年，比仅基于夏季观测的预测早70年。”碳酸盐欠饱和意味着碳酸钙矿物对动物来说能量消耗更大；碳酸盐壳甚至可能开始溶解在pH值较低的海水中。
然而，Shadwick警告说，这些预测可能会根据一些仍然知之甚少的反馈机制而改变。其中包括持续变暖；由于海冰和陆基冰川融化加剧而变新鲜；由于开放水域季节延长、营养物输送增加或两者兼而有之，生物生产力提高；富含碳的水从附近更深的水域侵入大陆架。忽略了啊
为了更好地理解这些潜在的反馈，Shadwick和合作者将根据周围水域的一整套其他生物和物理测量数据来分析系泊数据。停泊处位于帕尔默南极长期生态研究项目的研究区域内，该项目的建立，顾名思义，是为了监测美国帕尔默研究站附近南极半岛西部生态系统的年复一年和十年复十年的变化。自1991年以来，PAL-LTER科学家一直在该地区收集数据。
Shadwick的项目也得到了南大洋观测系统的支持。
