ブラインシュリンプやその他の小さな水生生物が作り出す小さな渦巻きは、風や波と同様に海の上層を混ぜ合わせる可能性があることが、新しい研究で示唆されています。このような「バイオミキシング」は、海の上層で熱、塩分、栄養素を再分配する上で重要な役割を果たす可能性があります。しかし、一部の研究者は、バイオミキシングが、波の打ち寄せる太陽に照らされた地表の水と、涼しく穏やかな深海の水とをどのように効果的にブレンドするのか疑問に思っています.
風、波、および潮汐は、湖や海の表層水を混合し、熱を下方に輸送すると同時に、光を集める植物プランクトンが繁栄するために必要とする栄養分に富んだ水を地表にもたらすために重要です。しかし、小型の海洋生物は、毎晩海面に移動して餌を探し、日中には比較的安全な明かりのない深さに戻るため、このようなプロセスを助けていると考えている研究者もいます。シーモンキーとして世界中の子供たちに知られているこれらの旅行者の中で最もよく知られているのは、ブラインシュリンプ Artemia salina です。 と、パサデナにあるカリフォルニア工科大学 (Caltech) の流体力学学者である John Dabiri は言います。 1 匹のシー モンキーの足が高速で回転することによって生じる小さな渦は、海を大きく揺さぶるほど強くはありませんが、数十億のシー モンキーが蹴り上げた渦がうまくいく可能性があると、ダビリらは提案しています。この概念をテストするために、彼とカリフォルニア工科大学のモニカ・ウィルヘルムスは、実験室で人工的に誘導されたブラインシュリンプの移動によって引き起こされる小さな電流を測定しました。
Dabiri と Wilhelmus は、青と緑のレーザーを使用して、長さ 5 ミリの数千匹のブラインシュリンプを深さ 1.2 メートルのタンクの底に出入りさせて「移動」させました。ダビリ氏によると、生き物はそれらの色に強く引き付けられます。研究チームは青色レーザーをタンクに照射し、ゆっくりと上下に動かして甲殻類の垂直方向の動きを制御しました。タンクの頑丈な壁は、エビが泳ぐときに生成される流れのパターンに大きな影響を与える可能性があるため、研究者は緑色のレーザービームを中央に直接当てることで、エビをタンクの端から遠ざけました.エビによって生成された渦巻きと渦を視覚化するために、研究者は大量の銀でコーティングされた微小球を水に追加し、エビの行動に影響を与えないように見える色の赤色レーザーでそれらを照らしました.
大量のレーザーで照らされた移動のチームの高速ビデオは、個々によって作成された小さな流れの相互作用から生じた、生き物自体よりもはるかに大きな渦巻きの画像をキャプチャしました。渦巻きが大きければ大きいほど、混合はより効果的になる可能性がある、とダビリは言う。 「そのため、移行が遅い場合でも、大きな影響が生じる可能性があります」と彼は述べています。
これまでの研究では、海洋の食物連鎖の基盤である集光型植物プランクトンが約 60 テラワットの太陽エネルギーを収集することが示唆されている、と Dabiri 氏は述べています。植物プランクトンを消費する海洋生物がその力の 1% だけを海の混合に変換したとしても、それは風と潮の混合力に匹敵します。 .
ドイツのコブレンツ・ランダウ大学の流体力学学者である Christian Noss は、「これは、流速の優れた説明を提供する非常に革新的な実験装置です」と述べています。ジョージア工科大学（アトランタ）の海洋生物学者ジャネット・イェンも同意見だ。 「[エビの] 行動を使ってカメラにおびき寄せるというアイデアが気に入っています」と彼女は言います。
しかし科学者たちは、数百メートルの深さの海の層を混ぜ合わせるのに、何十億ものシーモンキーの脚がどれほど効果的であるかについて意見が分かれています。カリフォルニア州パロアルトにあるスタンフォード大学の流体力学者であるスティーブン・モニスミスは、実験室での実験に基づいて、「[バイオミキシング] が地球規模で重要であるとはまだ言いたくない.シャルロッテンルンドにあるデンマーク工科大学の海洋物理学者アンドレ・ヴィッサーも同意見だ。 「[エビからの]エネルギーのほとんどは、水を混ぜるのではなく、おそらく水を加熱することに使われます」と彼は言います.
実際、海の上層と下層には測定可能な密度の違いがあり、理論によれば、この成層化は生物混合の効率を低下させる.そして 5 月には、ダビリと同様の実験で、成層化によって混合が抑制されることが示唆されました。その研究で、コブレンツ・ランダウの Noss と同僚の Andreas Lorke は、Daphnia と呼ばれる水生生物の大群の影響を研究しました。 （一般にミジンコとして知られています）は、穏やかに成層した水のタンク内を上下に移動します。予想通り、成層化により、泳いでいるミジンコによって生成されたバイオミキシングが抑制されました 、 ノスは言います。これらの結果は驚くべきことではない、と Visser は言う。 「重い水を持ち上げて軽い水を押し下げるのは難しい。」
ダビリと彼の同僚の次の一連のラボ実験では、成層水域でのシーモンキーの移動の影響を調べます、と彼は言います。これらの実験は、シーモンキーがミジンコよりも優れたミキサーであるかどうかを明らかにするはずです.
