什么生活在海洋的暮光区? 新技术可能最终告诉我们

什么生活在海洋的暮光区? 新技术可能最终告诉我们

充满活力的中层海洋充满了这种鬃毛等生物。

LARRY MADIN,©WOODS HOLE OOGANRAPRAPHIC INSTITUTION
什么生活在海洋的暮光区? 新技术可能最终告诉我们

大海的阴暗深处可能比我们想象的更多的生命。 这是科学家的初步结论,他们本周完成了海洋暮光区(OTZ)计划的首次巡航,这是一项为期6年,耗资3500万美元的努力,正在使用创新技术和一种不寻常的资助模式来记录海洋神秘的中水层。

为期一周的北大西洋探险主要是为了测试OTZ计划的新主力:一个5米长的牵引雪橇,被称为Deep-See,它带有摄像头,声学传感器和采样器。 但该试验也产生了一些令人大开眼界的观察结果。 例如,当传统的表面仪器只跟踪船舶下方一个相对密集的中层水生物层时,Deep-See就会发现大量的生物分布在整个暮光区域,从地表以下200米延伸到1000米。 “我们一直看到有机体一直在下降,”马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的物理学家Andone Lavery说道,该项目正在领导该项目。 “这真是令人惊讶。”

这对OTZ科学家来说是一个很有希望的开端。 他们的目标是一个鲜为人知的海洋层,在易于研究的地表水和黑暗的深渊之间,潜水者已经探索过。 “中水区已被严重忽视,”WHOI的生物海洋学家Heidi Sosik说。

研究人员知道它充满了生命,包括鱼类,甲壳类动物,果冻,蠕虫和鱿鱼。 他们根据声学和网络调查推测,中层鱼类的总生物量可能会使目前全球捕捞的地表鱼类数量减少100倍。 但他们一直在努力记录这个暮光之城的生态系统。 巴吞鲁日路易斯安那州立大学的生物海洋学家马克·本菲尔德说:“最重要的问题是谁是谁以及谁在吃谁?” WHOI物理海洋学家Gordon Zhang表示,“等待发现的物种正在等待”。

该项目还旨在更好地掌握暮光区生物如何影响全球碳循环。 中层水生物可能是地球上最大的日常迁徙,每天晚上都会向地表上升,以阳光照射的浮游生物和鱼类为食。 然后,随着太阳升起,它们会沉入深处。 佛罗里达州达尼亚海滩的Nova Southeastern大学的海洋生态学家Tracey Sutton表示,这种暴跌可以防止地表捕获的碳“重新回到大气层”,从而放大全球变暖。

事实证明,传统工具不足以探索中水生态系统。 船载声学传感器 - 使用声波定位物体 - 难以精确检测深度游动生物。 拖网可以将在中水中发现的凝胶状生物压得面目全非。 由于许多都是生物发光的,捕获物可能类似于网状物内的火球,吓跑其他动物。 由迎面而来的网形成的压力波也可以警告生物。

Deep-See旨在克服这些挑战。 “这相当于让船在600米处下降,”本菲尔德说。 这使得雪橇的声学传感器能够提供更高分辨率的数据,因为声波不必通过数百米的水。 由于传感器跟踪七个不同的频段,它们可能使研究人员能够辨别出动物的大小,甚至物种。 “这就像彩色电视与黑白相比,”Lavery说。

与此同时,Deep-See的相机可以拍摄长达50微米,每秒七次的生物。 其他设备测量光和环境变量。 总而言之,每小时有2 TB的数据通过电缆从钻机流向船上。

在Deep-See最近的试验期间,研究人员将声学传感器和摄像机捕获的动物与网捕获的动物进行了比较。 声学传感器成像了“几米之外的大鱼”,伍兹霍尔国家海洋与大气管理局的海洋生物学家Michael Jech说。 但相机使用的大灯似乎吓跑了生物。 Jech说,科学家现在正在集思广益,这可能包括减慢牵引力并尝试不同的浅色。

到2024年项目结束时,世界卫生组织的科学家们已经安排了两次以上的OTZ巡航,并期望在全球范围内进行更多巡航。作为压轴,他们希望在中水区建立永久性的系留监测观测站。 “谁知道我们将在20年内拥有什么,”本菲尔德说。 “我们可能会把Deep-See视为一个原始的先行者。”

该项目的资金来自一个不同寻常的来源:The Audacious Project,这是TED的一项新举措,这是一家以创意为基础的非营利组织,总部设在纽约市。 Audacious从多个私人捐赠者那里筹集资金并代表他们审核提案,从而削减了受助者的文书工作。 在过去的3年中,它已经颁发了七个奖项,包括OTZ倡议,甲烷传感卫星以及医疗保健和饥饿计划。

OTZ科学家现在正在梳理他们积累的超过30千兆字节的数据。 一个目标:看数据是否证实了中水生活丰富的第一印象。 他们也在展望未来。 “我想要的最重要的事情,”拉弗里说,“就是要尽快深入海洋。”