Dobro je poznato da se ptice i druge životinje oslanjaju na Zemljino magnetno polje za navigaciju na velikim udaljenostima tokom sezonskih migracija.
Ali kako periodični poremećaji magnetnog polja planete, uzrokovani sunčevim bakljama i drugim izlivima energije, utiču na pouzdanost tih bioloških navigacionih sistema?
Istraživači sa Univerziteta u Mičigenu i njihove kolege koristili su masivne, dugoročne skupove podataka iz mreža američkih Dopler meteoroloških radarskih stanica i zemaljskih magnetometara — uređaja koji mere intenzitet lokalnih magnetnih polja — da testiraju moguću vezu između geomagnetnih poremećaja i poremećaja u noćna migracija ptica.
Otkrili su smanjenje broja ptica selica za 9–17%, kako u proleće tako i u jesen, tokom teških vremenskih prilika u svemiru. Činilo se da su ptice koje su odlučile da migriraju tokom ovakvih događaja imale više poteškoća u navigaciji, posebno u oblačnim uslovima u jesen.
Novi nalazi objavljeni u Proceedings of the National Academi of Sciences, pružaju korelacijske dokaze za ranije nepoznate odnose između dinamike noćne migracije ptica i geomagnetnih poremećaja, prema istraživačima.
„Naši nalazi naglašavaju kako odluke o životinjama zavise od uslova životne sredine – uključujući one koje mi kao ljudi ne možemo da uočimo, kao što su geomagnetni poremećaji – i da ova ponašanja utiču na obrasce kretanja životinja na nivou populacije“, rekao je vodeći autor studije Eric Gulson-Castillo, doktorant na U-M odseku za ekologiju i evolucionu biologiju. Animacija poletanja ptica u blizini NEKSRAD Dopler radarske stanice u Vičiti, Kanzas. Noćne ptice selice odlaze na seobu uveče. U noći teške migracije, oni će se pojaviti kao oblak oko radarske stanice. Kredit: Kajl Horton.
Na Zemljino magnetno polje redovno utiču sunčevi izlivi koji mogu izazvati šarene aurore i koji ponekad ometaju satelitske komunikacije, ljudske navigacione sisteme i električne mreže.
Ali malo se zna o tome kako ti poremećaji utiču na životinje koje zavise od Zemljinog magnetnog polja za migratornu orijentaciju i navigaciju. Prethodne eksperimentalne studije tokom nekoliko decenija pružaju snažne dokaze da su ptice, morske kornjače i drugi organizmi ključni za male promene u magnetnoj inklinaciji, intenzitetu i deklinaciji kada se donose odluke o orijentaciji i razvijaju navigacione karte.
Jedna nedavna studija ispitala je milione zapisa o obručima ptica i otkrila da su geomagnetni poremećaji povezani sa povećanom učestalošću „skitnje“ ptica selica, to jest, ptica koje se gube tokom migracije.
Ali većina prethodnih studija bila je usko fokusirana na geografski obim, trajanje i broj ispitivanih vrsta. Novo objavljena studija, nasuprot tome, koristi 23-godišnji skup podataka o migraciji ptica širom američkih velikih ravnica kako bi pružila nove uvide u nivoima populacije i pejzaža.
Istraživači su koristili slike prikupljene na 37 NEKSRAD radarskih stanica u centralnom prelazu velikih ravnica SAD, glavnog migratornog koridora. Letni put se proteže na više od 1.000 milja u SAD, od Teksasa do Severne Dakote.
Istraživački tim je odabrao ovaj relativno ravan region kako bi minimizirao uticaje planinske topografije ili obala okeana i Velikih jezera. Njihovi konačni skupovi podataka uključivali su 1,7 miliona radarskih skeniranja iz jeseni i 1,4 miliona iz proleća.
Zajednica ptica koje se sele noću u ovom regionu prvenstveno se sastoji od raznolikog skupa ptica koje sede (Passeriformes, 73% vrsta) kao što su drozdovi i pevačice; obalske ptice (Charadriiformes, 12%) kao što su peščari i šljuke; i vodene ptice (Anseriformes, 9%) kao što su patke, guske i labudovi.
Skeniranje radara NEKSRAD otkriva grupe od stotina do hiljada ptica selica. Intenzitet migracije—što znači broj ptica u svakoj grupi—može se proceniti i može se izmeriti smer leta.
Istovremenim geomagnetnim merenjima se pristupilo preko superMAG-a, svetske kolekcije geomagnetnih zemaljskih stanica. Podaci su prikupljeni sa magnetometarskih stanica u blizini meteoroloških radara.
Istraživači su uparili podatke sa svake radarske stanice sa prilagođenim, prostorno-vremenski eksplicitnim indeksom geomagnetnih poremećaja koji predstavlja maksimalnu promenu po satu u odnosu na pozadinske magnetne uslove.
Svemirski naučnik U-M Danijel Veling i bivši student Univerziteta Teksas u Arlingtonu Mišel Bui sastavili su podatke o svemirskom vremenu i dizajnirali indeks geomagnetnih poremećaja. Veling i Bui su koautori nove studije.
„Najveći izazov je bio pokušaj da se tako veliki skup podataka – godine i godine posmatranja magnetnog polja na zemlji – pretvori u indeks geomagnetnih poremećaja za svaku radarsku lokaciju“, rekao je Veling, docent na Odseku za klimu i svemirske nauke i inženjerstvo na U-M koledž inženjeringa. „Bilo je mnogo teškog rada u pogledu procene kvaliteta podataka i validacije našeg finalnog proizvoda podataka kako bi se osiguralo da je prikladan za ovu studiju.
Skup podataka je stavljen u dva komplementarna statistička modela za merenje navodnih efekata magnetnih poremećaja na migraciju ptica. Modeli su kontrolisali poznate uticaje vremena, vremenske varijable kao što je vreme noći i geografske varijable kao što su geografska dužina i širina.
„Pronašli smo široku podršku da se intenzitet migracije smanjuje pod visokim geomagnetnim poremećajima“, rekao je viši autor studije Ben Vinger, docent na Odeljenju za ekologiju i evolucionu biologiju U-M i kustos ptica u Muzeju zoologije U-M.
„Naši rezultati pružaju ekološki kontekst decenija istraživanja mehanizama magnetorecepcije životinja demonstrirajući uticaje svemirskog vremena na dinamiku migracije širom zajednice.“
Istraživači su takođe otkrili da se čini da ptice selice češće plutaju sa vetrom tokom geomagnetnih poremećaja u jesen, umesto da ulažu velike napore da se bore protiv bočnih vetrova.
„Napor letenja“ protiv vetra smanjen je za 25% pod oblačnom nebom tokom jakih solarnih oluja u jesen, što sugeriše da kombinacija skrivenih nebeskih znakova i magnetnih poremećaja može ometati navigaciju.
„Naši rezultati sugerišu da manje ptica migrira tokom jakih geomagnetnih poremećaja i da ptice selice mogu imati više poteškoća u navigaciji, posebno u oblačnim uslovima u jesen“, rekao je Gulson-Kastiljo, koji je sproveo studiju kao deo svoje doktorske disertacije. „Kao rezultat toga, oni mogu trošiti manje napora na aktivnu navigaciju u letu i posledično lete u većem skladu sa vetrom.“
