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新技术揭秘海洋“暮光地带”

2018-09-25 15:58 | 来源:甘肃兴农网,甘肃省农业发展资讯平台|作者:佚名

执行“海洋暮光地带(OTZ)”计划的科学家日前得出初步结论:深海中可能存在远超人类想象的更多生命。OTZ计划为期6年,旨在利用创新性技术记录神秘的海洋中层水域。

  此次持续数周的北大西洋科考的主要目标是测试OTZ计划的新“主力”,即一辆5米长的拖曳滑车。其被命名为“深见”号,上面安装了照相机、声学传感器和取样器。不过,这项试验还产生了一些令人眼界大开的观测结果。如“深见”号在海洋暮光地带(水深200米~1000米处)发现了一系列生物。“我们在下潜的过程中不断发现各种生物体。”主导该项目的美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)物理学家AndoneLavery介绍说,“这真的令人大吃一惊。”

  对于研究OTZ的科学家来说,这是一个前景看好的开端。他们研究的是鲜为人知的海洋层:其位于很容易被研究的表层海水和黑暗的深渊之间。“对中层水域的研究一直被严重忽视。”WHOI生物海洋学家HeidiSosik表示。

  研究人员知道暮光地带充满了各种生命,包括鱼类、甲壳类动物、水母、蠕虫和鱿鱼。与此同时,他们基于声学调查等方式获得的结果推测,中层水域鱼类的总生物量可能是目前全球海洋表层鱼类捕获量的100倍。但研究人员一直在为记录海洋暮光地带的生态系统而挣扎。“一个很大的问题是确定哪些物种是参与者以及谁在吃掉谁。”路易斯安那州立大学生物海洋学家MarkBenfield表示。OTZ计划的另一个目标是更好地了解暮光地带的生物如何影响全球碳循环。生活在中层水域的生物体可能每天都上演着地球上规模最大的迁徙??每天晚上游到海洋表层吃掉大量的浮游生物和鱼类。随后,当太阳升起时,它们又下沉到海洋深处。佛罗里达州诺瓦东南大学海洋生态学家TraceySutton介绍说,这个过程阻止了在海洋表面被捕获的碳重回大气,从而有助于减缓全球变暖。在探索中层水域的生态系统方面,传统工具有点力不从心,船载声学传感器虽然能利用声波定位物体,但无法精确探测在海洋深处游动的生物体;拖网作业可能将在中层水域发现的凝胶状生物粉碎得面目全非;由于很多生物能够发光,因此对它们的捕捞就像渔网中闪烁着一个火球,从而把其他动物吓跑。拖网产生的压力波对于这些生物来说也是一种警告。

  研究人员改造了“深见”号,使其得以克服这些挑战。“相当于一艘载满各种设备的船在水下600米处航行。”Benfield介绍说。这使得拖曳滑车的声学传感器能传送分辨率更高的数据,因为声波无须穿过上百米深的水。与此同时,由于传感器能追踪7个不同的频带,因此研究人员或许能看清楚动物的体型,甚至是种类。

  “深见”号的照相机还能以每秒7次的频率对小至50微米的生物成像,其他设备还会测量光和环境的各种变量,总的来说,每小时传送回船上的数据达到2万亿字节。在最近一次实验中,研究人员将声学传感器和照相机捕捉到的动物同拖网捕捞的动物进行了比对。美国国家海洋和大气管理局海洋生物学家Mi?chaelJech介绍说,声学传感器可在几米外对大型鱼类成像,不过,照相机利用的强光似乎吓跑了很多生物。Jech表示,目前科学家正在对可能的解决办法进行头脑风暴,包括减缓拖曳的速度以及尝试不同的光线颜色。