Turbulent mixing from the bottom up: Fluxes and dispersion at hydrothermal vents

På samme måte som melk i kaffekoppen må det også omrøring til i havet for å spre partikler effektivt gjennom vannet. Rundt den kuperte Atlanterhavsryggen finnes det mange såkalte hydrotermalkilder som får vannet til å bukte seg og virvle rundt på måter som vi fortsatt vet lite om. Her er det ikke bare havstrømmer som skurer over de undersjøiske fjellene, men også vann på flere hundre varmegrader som stiger opp fra sjøbunnen og slik blander havet mye fortere enn andre steder. Akkurat hvor sterk denne såkalte turbulensen er og hvor langt den forplanter seg i havet kan drastisk endre den totale utblandingen av vannmassene. I prosjektet TURBOT skal vi både måle og modellere skyen av varmt vann som siver opp fra havbunnen og hvordan den påvirker bevegelsene i havet rundt Fåvnefeltet. Etterpå slipper vi, ved hjelp av computermodeller, ut virtuelle partikler for å studere spredning av vannmassene over hele området. På denne måten skal TURBOT hjelpe oss til å forstå vidt forskjellige problemstillinger som dyphavsøkologi, miljøpåvirkninger av planlagt gruvedrift på havbunnen, eller storskala havstrømmer.

In June 2023, the Norwegian government opened 280,000 square kilometers of the Greenland, Norwegian and Barents Seas for deep-sea mining of minerals ostensibly needed for the Green Transition. This has put the spotlight on the rugged Atlantic Mid-Ocean Ridge, where dissolved minerals flow out of hydrothermal vents at depths of 3000 meters in plumes at hundreds of degrees Celsius, leading to intricate turbulence at the limits of present understanding. Magnitude and geographical distribution of turbulent mixing, which so far are unknown, can drastically change the environmental impact of deep-sea mining, enhancing the controversy around it. Yet turbulence in the abyssal ocean has even farther-reaching impacts. Poorly constrained bottom-driven turbulent mixing impacts the global ocean circulation, hence rendering our understanding of CO2 sequestration and deep-sea ecology unreliable. However, data are so far scant due to the advanced instrumentation and modelling techniques needed. Indeed, the piece that is currently missing is a reliable parameterization of turbulent mixing at such sites that can be used to make estimates of turbulent dispersion without the need for highly specialized observations. TURBOT brings together an interdisciplinary team spanning turbulence observation, numerical modelling, and social science in order to not only achieve a better understanding of abyssal mixing processes but also to make this understanding available to stakeholders.