Образът на акули, плуващи спокойно в действащ подводен вулкан, изглежда като излязъл от филм, но е научна реалност. В отдалечения южен Пасифик вулканът Кавачи се е превърнал в едно от най-интригуващите места за морска биология и геология.
Този вулкан, разположен край бреговете на Соломоновите острови, съчетава чести изригвания, силно киселинна вода и аномално високи температури . Въпреки това, във вътрешността му са документирани копринени акули и акули-чук, което накара експедиции с най-съвременни технологии да се опитат да разберат как те могат да оцелеят в такава враждебна среда.
Подводен вулкан на име „Шаркано“
Подводният вулкан Кавачи се намира на около 32 километра от Соломоновите острови в Океания и се смята за един от най-активните вулкани в Тихия океан. Неговите изригвания, съпроводени с емисии на газ и струи от обезцветена вода, са регистрирани многократно от повърхността.
През 2015 г. научна експедиция документира за първи път наличието на акули в подводния кратер , което предизвика огромен медиен и научен интерес. След това откритие вулканът стана популярно известен като „Шаркано“ – прякор, който перфектно капсулира рядкостта на феномена.
Далеч от това да е просто любопитен анекдот, откриването на копринени акули и акули-чук в такава екстремна среда отвори редица въпроси за това как са организирани екосистемите в активните вулкани под морето и какви механизми позволяват на тези животни да издържат на условия, които по принцип биха били смъртоносни.
Въпреки постоянната активност на Кавачи, с води, наситени с вулканични частици и газове , наблюденията показват, че тези хищници не само влизат от време на време, но изглежда използват вътрешността на вулкана като част от обичайното си местообитание.
Научната експедиция и връзката ѝ с Европа
Зад тази работа стои международен екип от експерти по океанография, роботика и вулканология , с връзки с институции, които редовно си сътрудничат с европейски центрове, посветени на изучаването на изменението на климата и вулканичните опасности. Въпреки че вулканът се намира в Океания, получените данни са от значение за изследователи в Европа и Испания, интересуващи се от екстремни екосистеми и въздействието на вулканичните газове върху океана.
Изследването се ръководи от океанския инженер Бренън Филипс , който работи по проекти на National Geographic, заедно с Алистер Гринам от Университета на Куинсланд и Матю Дънбабин от Технологичния университет на Куинсланд. Тяхната работа е част от глобални научни мрежи, които включват и европейски групи, специализирани в подводна роботика и наблюдение на вулкани.
За европейската научна общност този тип изследване предлага много ценна справка, когато става въпрос за разбиране на взаимодействието на подводните вулкани с морския живот , нещо, което е от интерес и в райони като Средиземно море или източната част на Атлантическия океан, където има активни вулканични структури, макар и по-малко екстремни от Кавачи.
Освен това, техниките, разработени в този проект, особено по отношение на нискобюджетните сензори и автономните системи за наблюдение , са приложими за изследвания в европейски води, от хидротермални зони до райони с естествени емисии на CO2, които се използват като лаборатории за изучаване на окисляването на океана.
Роботи за еднократна употреба за влизане в смъртоносна среда
Тъй като вътрешността на Кавачи е място, което, по думите на самите изследователи, „би могло да ви убие доста лесно “, единственият разумен начин да се изследва е с помощта на роботизирана технология. Екипът е избрал сравнително прости, евтини и в известен смисъл почти еднократни превозни средства.
Тези роботи са проектирани да издържат на високи температури, турбуленция и удари от малки подводни експлозии. Някои дори са построени с рециклирани PVC тръби и леснодостъпни компоненти, което намалява цената до само няколкостотин долара на бройка – много ниска цифра в сравнение с тази на традиционните ROV (дистанционно управлявани превозни средства).
Оборудването, което носят на борда, включва акустични дълбочинни сонди, температурни сензори, акселерометри и камери . Благодарение на тази комбинация роботите не само записват изображения на вътрешността на вулкана, но и генерират подробни профили на физичното и химичното поведение на водата.
Основната цел е да се измерят, възможно най-близо до извержението, ключови параметри като pH на водата, концентрация на въглероден диоксид и температурни вариации непосредствено преди, по време и след изригванията. Тази информация помага да се разбере как се формира и поддържа една екосистема при такива екстремни условия.
Тъй като Кавачи се намира в много отдалечен район, логистиката също диктува дизайна на оборудването: учените настояват, че роботите трябва да се побират в ръчния багаж на малък самолет и да са лесни за ремонт или подмяна на място, подход, който набира интерес в различни международни океанографски проекти.
Екстремна химия: ниско pH, високи температури и вулканични газове
Първоначалните измервателни кампании разкриха, че районът около вулкана показва рязък спад на pH на повърхността на водата , което показва значително по-висока киселинност от околния океан. Тези условия обикновено се считат за несъвместими с наличието на големи морски обитатели.
Освен това сензорите са засекли температури на водата до десет градуса над нормалните близо до вентилационните отвори. За морските животни тези температурни разлики причиняват значителен стрес, особено когато са съчетани с много ниска видимост и висока концентрация на фини суспендирани утайки.
Роботите също така потвърдиха, че Кавачи е основен източник на емисии на парникови газове във водния стълб, включително въглероден диоксид от вулканична дейност. Този вид естествен принос е от голям интерес за изследователите в Европа, изучаващи въглеродния баланс в океана и връзката му с глобалния климат.
Част от мисията включва събиране на фрагменти от скали и наскоро изхвърлен вулканичен материал, които се вграждат във външната структура на вулкана. Тези проби позволяват на изследователите да реконструират скорошната история на ерупциите и да разберат по-добре как се обновява физическият субстрат, където се установяват биологичните общности.
Въпреки враждебната среда, данните показват, че около вулкана на къси разстояния се образува мозайка от микроместообитания с много променливи условия, които биха могли да предложат временни убежища на различни видове, включително самите акули.
Копринени акули и акули-чук на немислимо място
Един от най-поразителните аспекти е, че камерите ясно са идентифицирали копринени акули (Carcharhinus falciformis) и акули-чук, влизащи и движещи се вътре в подводния кратер. Въпреки че изображенията не винаги са ясни поради мътността, силуетът на чукоглавите е безпогрешен.
Присъствието на животни с такъв размер в такава киселинна, мътна и гореща среда противоречи на традиционното схващане за тези подводни вулкани , които доскоро се смятаха за почти безплодни пространства за големи хищници. Вместо това, наблюденията показват, че акулите не само посещават тези райони, но дори може да ги използват редовно.
Не е съвсем ясно какво точно търсят тези животни в Кавачи. Някои хипотези предполагат, че може би се възползват от временното изобилие от плячка, привлечена от вулканичните хранителни вещества, докато други предполагат, че вътрешността на кратера може да им предлага някакво предимство, като например убежище от други хищници или паразити.
Каквото и да е обяснението, поведението на тези акули в такава екстремна среда се е превърнало в приоритетна област на изследване , за да се разбере по-добре тяхната екологична гъвкавост и способността им да се адаптират към резки промени в местообитанията.
Въпреки техническите ограничения, всяко ново роботизирано гмуркане предоставя малки фрагменти от информация , които ни позволяват да профилираме как се движат, колко дълго остават във вулкана и кои райони сякаш посещават най-интензивно.
Възможни адаптации и способност за предвиждане на изригвания
Големият въпрос е как тези животни успяват да издържат на среда, която съчетава висока киселинност, непостоянни температури и бурни вулканични изригвания . Някои специалисти предполагат, че те може да са развили физиологични адаптации, които им позволяват да понасят по-високи концентрации на CO2 и температурни колебания в сравнение с други акули.
Друга линия на изследване се фокусира върху способността на акулите да откриват ранни признаци на изригване . Известно е, че тези животни са изключително чувствителни към промени в налягането, вибрациите и електрическите полета, така че е възможно те да възприемат ранни признаци на еруптивна активност и да напуснат кратера, преди ситуацията да стане опасна.
Изследователите разработват нови модули и сензори за по-точно определяне на ударните вълни и физическите вариации във вулкана , като целта е да ги съпоставят с поведението, наблюдавано във видеозаписите. Целта е да се определи до каква степен акулите толерират тези смущения или систематично ги избягват.
Разбирането на устойчивостта на тези видове в действащ вулкан е не само от академичен интерес: то може да предложи и насоки за това как големите морски хищници ще реагират на бъдещи сценарии на по-топли и по-киселинни океани, въпрос, който тревожи изследователи по целия свят, включително в Европа.
Ако се потвърди, че тези акули притежават необичайна толерантност, това би могло да отвори вратата за сравнителни проучвания с популации от други региони, като Северния Атлантик или Средиземно море, за да се оценят генетичните или физиологичните различия, свързани с адаптацията към екстремни среди.
Естествена лаборатория за разбиране на океаните на бъдещето
За много учени Кавачи функционира почти като естествена лаборатория, където в ограничено пространство се съчетават окисляване, затопляне и емисии на газове . Наблюдението как реагират организмите, живеещи там, помага да се предвидят някои от промените, които биха могли да настъпят в други части на планетата, ако температурите на океаните и концентрациите на CO2 продължат да се покачват.
Интересът на европейската общност към тези видове среди произтича от способността им да тестват теоретични модели на уязвимостта и адаптивния капацитет на ключови видове в морските екосистеми. Акулите, като върховни хищници, играят жизненоважна роля в поддържането на баланса в хранителните вериги.
Освен това, опитът, натрупан с компактни и икономични роботи , служи като отправна точка за проекти за мониторинг на други подводни вулкани и хидротермални зони по целия свят, където участват и изследователски групи от Испания и останалата част от Европа.
Така нареченото „Sharkcano“ се превърна в пример за това как комбинацията от достъпни технологии, международно сътрудничество и научно любопитство може да разкрие неочаквани поведения в морския живот . Всяка нова кампания разширява наличния набор от данни и повдига нови въпроси.
Това, което започна като изненадваща новина за акули, живеещи в действащ подводен вулкан, се превърна в широкообхватна изследователска линия с последици за биологията, геологията и климатичните изследвания. С усъвършенстването на инструментите и присъединяването на нови екипи към проекта, Кавачи продължава да предлага прозрения за степента на адаптивност на морския живот в среди, които на пръв поглед изглеждат невъзможни за оцеляване.
