211service.com
Verborgen golven pakken een serieuze klap uit
Interne golven, waarvan de torenhoge maar langzaam bewegende toppen een hoogte van honderden meters kunnen bereiken, zijn volledig verborgen in de oceaan, onzichtbaar aan de oppervlakte. Toch kunnen ze ingrijpende gevolgen hebben voor het klimaat op aarde en voor de ecosystemen van de oceanen.
Satellietafbeelding toont ruwe en gladde gebieden die op het zeeoppervlak zijn gecreëerd door de interne golven van de Straat van Luzon.
Nu heeft een team, waaronder Thomas Peacock, een universitair hoofddocent werktuigbouwkunde aan het MIT, de grootste laboratoriumexperimenten voltooid die ooit zijn gebruikt om interne golven te onderzoeken. De resultaten lossen een al lang bestaand mysterie op over hoe de grootste bekende interne golven - die in de Zuid-Chinese Zee - precies worden geproduceerd.
In dwarsdoorsnede gezien, lijken deze golven qua vorm op oppervlaktegolven. Ze vormen zich in water dat is gestratificeerd in lagen van verschillende dichtheid als gevolg van veranderingen in temperatuur of zoutgehalte. Maar deze lagen, en de enorme golven erin, zijn onzichtbaar voor het oog.
Een grenslaag van minder dan 100 meter dik scheidt het koudere, zoute water op de bodem van de oceaan van de warmere, minder zoute toplaag die zich 100 tot 200 meter onder het oppervlak uitstrekt. Wanneer een deel van de onderste laag omhoog wordt geduwd door getijden of stromingen die in wisselwerking staan met de topografie van de zeebodem, vormt de vlakke grenslaag een golfvorm waarvan de impact op de verspreiding van golven van het oceaanoppervlak instrumenteel kan worden gedetecteerd in satellietbeelden. En die golf kan torenhoge hoogten bereiken, grote afstanden afleggen en een sleutelrol spelen bij het mengen van oceaanwater, door oppervlaktewater dat door de lucht is opgewarmd naar beneden te helpen drijven, en zo warmte uit de atmosfeer naar de zeebodem te onttrekken.
Omdat deze interne golven zo moeilijk direct in de oceaan te detecteren zijn, gebruikten Peacock en een team van Franse onderzoekers laboratoriumexperimenten om de golven te bestuderen die hen interesseerden: de golven die zich vormen in de Straat van Luzon, tussen Taiwan en de Filippijnen. Dit zijn de krachtigste interne golven die tot nu toe in de oceaan zijn ontdekt, zegt Peacock. Dit zijn golven op wolkenkrabberschaal. Ze kunnen inderdaad een hoogte bereiken van 170 meter (meer dan 550 voet), maar reizen in een rustig tempo van enkele centimeters per seconde. Het zijn de logge reuzen van de oceaan, zegt hij.
De grootschalige experimenten van het team maakten gebruik van een gedetailleerd topografisch model van de vloer van de Straat van Luzon, gemonteerd in een roterende tank met een diameter van 50 voet in Grenoble, Frankrijk, de grootste van dergelijke faciliteit ter wereld. De tests toonden aan dat de zeestraat en een systeem van richels daarin de golven genereren terwijl de getijden het gelaagde water over en door hen heen vegen.
Het laatste grote veldonderzoeksprogramma naar de opwekking van interne golven vond plaats voor de kust van Hawaï in 1999, maar wetenschappers zijn zich nu meer dan toen bewust van de rol die deze gigantische golven spelen bij de vermenging van oceaanwater - en daarom hoe belangrijk ze beïnvloeden het mondiale klimaat.
Het is een belangrijk ontbrekend stukje van de puzzel in klimaatmodellering, zegt Peacock. Op dit moment zijn mondiale klimaatmodellen niet in staat om deze processen vast te leggen, zegt hij, maar het is duidelijk belangrijk om dit te doen: je krijgt een ander antwoord … als je geen rekening houdt met deze golven.