Bildet av Haier beveger seg rolig inne i en aktiv undervannsvulkan Det høres ut som noe tatt ut av en film, men det er vitenskapelig virkelighet. I det avsidesliggende sørlige Stillehavet har vulkanen Kavachi blitt et av de mest spennende stedene for marinbiologi og geologi.
Denne vulkanen, som ligger rett overfor Salomonøyene, kombinerer hyppige utbrudd, svært surt vann og unormalt høye temperaturerLikevel har det blitt dokumentert silkehaier og hammerhaier inni, noe som har fått ekspedisjoner med banebrytende teknologi til å prøve å forstå hvordan de kan overleve i et så fiendtlig miljø.
En undersjøisk vulkan kalt «Sharkcano»
Kavachi undervannsvulkan ligger ca. 32 kilometer fra SalomonøyeneDen ligger i Oseania og regnes som en av de mest aktive vulkanene i Stillehavet. Utbruddene, ledsaget av gassutslipp og skyer av misfarget vann, har blitt registrert en rekke ganger fra overflaten.
I 2015 dokumenterte en vitenskapelig ekspedisjon for første gang tilstedeværelsen av haier inne i undervannskrateretDette skapte enorm medie- og vitenskapelig interesse. Som et resultat av denne oppdagelsen ble vulkanen populært kjent som «Sharkcano», et kallenavn som perfekt innkapsler sjeldenheten til fenomenet.
Langt fra å forbli en ren kuriøs anekdote, åpnet oppdagelsen av silkehaier og hammerhaier i et så ekstremt miljø en rekke spørsmål om Hvordan økosystemer er organisert i aktive undervannsvulkaner og hvilke mekanismer gjør at disse dyrene tåler forhold som i prinsippet ville være dødelige.
Til tross for Kavachis konstante aktivitet, med vann fylt med vulkanske partikler og gasserObservasjoner viser at disse rovdyrene ikke bare kommer inn av og til, men ser ut til å bruke det indre av vulkanen som en del av sitt vanlige habitat.
Den vitenskapelige ekspedisjonen og dens forbindelse med Europa
Bak dette arbeidet ligger det en internasjonalt team av eksperter innen oseanografi, robotikk og vulkanologimed lenker til institusjoner som regelmessig samarbeider med europeiske sentre dedikert til studier av klimaendringer og vulkanske farer. Selv om vulkanen ligger i Oseania, er dataene som er innhentet relevante for forskere i Europa og Spania som er interessert i ekstreme økosystemer og virkningen av vulkanske gasser på havet.
Forskningen ledes av havingeniøren Brennan Phillips, knyttet til National Geographic-prosjekter, sammen med Alistair Grinham, fra University of Queensland, og Matthew Dunbabin, fra Queensland University of Technology. Arbeidet hennes er en del av globale vitenskapelige nettverk som også inkluderer europeiske grupper som spesialiserer seg på undervannsrobotikk og vulkanovervåking.
For det europeiske vitenskapelige samfunnet tilbyr denne typen studier et svært verdifullt referansepunkt for å forstå hvordan Undervannsvulkaner samhandler med marint livDette er også av interesse i områder som Middelhavet eller det østlige Atlanterhavet, hvor det finnes aktive vulkanske strukturer, men mindre ekstreme enn Kavachi.
Videre er teknikkene som er utviklet i dette prosjektet, spesielt i forhold til rimelige sensorer og autonome observasjonssystemerDisse funnene er anvendelige for forskning i europeiske farvann, fra hydrotermiske områder til soner med CO2-utslipp.2 naturområder som brukes som laboratorier for å studere havforsuring.
Engangsroboter for å gå inn i et dødelig miljø
Ettersom Kavachi sitt indre er et sted som, med forskernes egne ord, "Jeg kunne drept deg ganske lett"Den eneste fornuftige måten å utforske det på er gjennom robotteknologi. Teamet har valgt relativt enkle, rimelige og på en måte nesten engangskjøretøy.
Disse robotene er designet for å tåle høye temperaturer, turbulens og sjokk forårsaket av små eksplosjoner under vann. Noen er til og med bygget med resirkulerte PVC-rør og lett tilgjengelige komponenter, noe som reduserer kostnadene til bare noen få hundre dollar per enhet, et svært lavt tall sammenlignet med klassiske ROV-er (fjernstyrte kjøretøy).
Utstyret de har med seg om bord inkluderer akustiske dybdesonder, temperatursensorer, akselerometre og kameraerTakket være denne kombinasjonen tar robotene ikke bare opp bilder av vulkanens indre, men genererer også detaljerte profiler av vannets fysiske og kjemiske oppførsel.
Hovedmålet er å måle, så nært som mulig ventilasjonsåpningen, viktige parametere som Vannets pH, karbondioksidkonsentrasjon og temperaturvariasjoner Rett før, under og etter utbrudd. Denne informasjonen hjelper oss å forstå hvordan et økosystem dannes og vedlikeholdes under slike ekstreme forhold.
Gitt Kavachis avsidesliggende beliggenhet, dikterer logistikken også utstyrsdesignet: forskere insisterer på at robotene må for å få plass i håndbagasjen på et lite fly og være enkel å reparere eller erstatte på stedet, en tilnærming som får stadig større interesse i ulike internasjonale oseanografiske prosjekter.
Ekstrem kjemi: lav pH, høye temperaturer og vulkanske gasser
De første målekampanjene avslørte at vulkanens miljø representerer en kraftig fall i pH-verdien ved vannoverflatenDette indikerer en betydelig høyere surhetsgrad enn det omkringliggende havet. Disse forholdene anses generelt som uforenlige med tilstedeværelsen av stort marint liv.
I tillegg har sensorene oppdaget vanntemperaturer opptil ti grader over normalen i nærheten av ventilasjonsåpningene. For et sjødyr forårsaker disse temperaturforskjellene betydelig stress, spesielt når de kombineres med svært dårlig sikt og en høy mengde av fine suspenderte sedimenter.
Robotene har også bekreftet at Kavachi er en hovedkilden til klimagassutslipp inn i vannsøylen, inkludert karbondioksid fra vulkansk aktivitet. Denne typen naturlig tilførsel er av stor interesse for de som studerer havets karbonbalanse og dens forhold til det globale klimaet fra Europa.
En del av oppdraget innebærer å samle inn fragmenter av stein og vulkansk materiale Disse nylig utstøtte partiklene blir innebygd i vulkanens ytre struktur. Disse prøvene lar oss rekonstruere den nylige utbruddshistorien og bedre forstå hvordan det fysiske substratet der biologiske samfunn etablerer seg fornyes.
Til tross for det fiendtlige miljøet, viser registreringer at det dannes et [manglende ord - muligens «flom» eller «snøfnugg»] rundt vulkanen. mosaikk av mikrohabitater med svært variable forhold over korte avstander, noe som kan tilby midlertidige tilfluktssteder for forskjellige arter, inkludert haier selv.
Silkehaier og hammerhaier på et utenkelig sted
Et av aspektene som har fått mest oppmerksomhet er at kameraene tydelig har identifisert silkehaier (Carcharhinus falciformis) og hammerhaier som går inn i og beveger seg gjennom det indre av undervannskrateret. Selv om bildene ikke alltid er klare på grunn av turbiditeten, er silhuetten av hammerhaiene umiskjennelig.
Tilstedeværelsen av dyr av denne størrelsen i et så surt, grumsete og varmt miljø Dette kolliderer med det klassiske synet som var på disse undersjøiske vulkanene.Disse områdene, som inntil nylig ble ansett som nærmest ufruktbare når det gjelder store rovdyr, blir nå observert å bli frekventert av haier, som kanskje til og med bruker dem regelmessig.
Det er ikke helt klart hva disse dyrene egentlig leter etter inne i Kavachi. Noen hypoteser tyder på at de kan utnytte sporadisk overflod av byttedyr tiltrukket av vulkanske næringsstoffer, mens andre antyder at kraterets indre kan gi dem en slags fordel, for eksempel tilflukt fra andre rovdyr eller parasitter.
Uansett hva forklaringen er, har disse haienes oppførsel i et så ekstremt miljø blitt en prioritert studieretning for å bedre forstå dens økologiske fleksibilitet og dens evne til å tilpasse seg brå endringer i habitatet.
Til tross for de tekniske begrensningene, bringer hvert nytt robotdykk små fragmenter av informasjon som lar oss profilere hvordan de beveger seg, hvor lenge de holder seg inne i vulkanen, og hvilke områder de ser ut til å besøke mest intenst.
Mulige tilpasninger og evne til å forutse utbrudd
Det store spørsmålet dreier seg om hvordan disse dyrene klarer å overleve i et miljø som kombinerer høy surhet, uregelmessige temperaturer og voldsomme utbruddNoen spesialister antyder at det kan ha skjedd fysiologiske tilpasninger som gjør at de kan tolerere CO2-konsentrasjoner.2 og temperaturvariasjoner større enn de andre haier tåler.
En annen forskningslinje fokuserer på haienes evne til å oppdage tegn før et utbruddDisse dyrene er kjent for å være ekstremt følsomme for endringer i trykk, vibrasjoner og elektriske felt, så det er mulig at de kan oppfatte tidlige tegn på utbruddsaktivitet og forlate krateret før situasjonen blir farlig.
Forskere utvikler nye moduler og sensorer for å kvantifisere mer nøyaktig sjokkbølger og fysiske variasjoner i vulkanenMålet er å korrelere disse funnene med atferden som observeres i videoopptakene. Ideen er å bestemme i hvilken grad haier tolererer disse forstyrrelsene, eller om de systematisk unngår dem.
Forstå motstandskraften til disse artene i en aktiv vulkan Det er ikke bare av akademisk interesse: det kan også gi ledetråder om hvordan store marine rovdyr vil reagere på fremtidige scenarier med varmere og mer forsurede hav, et spørsmål som opptar forskere over hele verden, inkludert i Europa.
Hvis det bekreftes at disse haiene har en uvanlig toleranse, kan det åpne døren for sammenlignende studier med populasjoner fra andre regioner, som Nord-Atlanteren eller Middelhavet, for å evaluere genetiske eller fysiologiske forskjeller relatert til tilpasning til ekstreme miljøer.
Et naturlig laboratorium for å forstå fremtidens hav
For mange forskere fungerer Kavachi nesten som en naturlig laboratorium der forsuring, oppvarming og gassutslipp kombineres i et begrenset rom. Å observere hvordan organismene som lever der reagerer, hjelper med å forutse noen av endringene som kan oppstå i andre deler av planeten hvis havtemperaturen og CO₂-konsentrasjonen fortsetter å stige.2.
Det europeiske samfunnets interesse for denne typen miljøer stammer fra det faktum at de tillater å teste teoretiske modeller om sårbarhet og tilpasningsevne av nøkkelarter for marine økosystemer. Haier, som topprovdyr, spiller en viktig rolle i balansen i næringskjedene.
Videre er erfaringene som er gjort med kompakte og rimelige roboter Den fungerer som en referanse for overvåkingsprosjekter i andre undersjøiske vulkaner og hydrotermiske soner rundt om i verden, der også forskningsgrupper fra Spania og resten av Europa deltar.
Den såkalte «Sharkcano» har dermed blitt et eksempel på hvordan kombinasjonen av tilgjengelig teknologi, internasjonalt samarbeid og vitenskapelig nysgjerrighet kan avsløre uventet atferd i marint livHver ny kampanje utvider det tilgjengelige datasettet og gir næring til nye spørsmål.
Det som startet som overraskende nyheter for noen Haier som bor inne i en aktiv undervannsvulkan Dette har ført til en vidtrekkende forskningslinje med implikasjoner for biologi, geologi og klimastudier. Etter hvert som instrumenter forbedres og nye team legges til prosjektet, fortsetter Kavachi å gi ledetråder om omfanget av marin faunas evne til å tilpasse seg scenarier som ved første øyekast virker umulige for liv.
