Slika morskih pasa koji mirno plivaju unutar aktivnog podvodnog vulkana djeluje kao nešto iz filma, ali to je znanstvena stvarnost. U udaljenom južnom Pacifiku, vulkan Kavachi postao je jedno od najzanimljivijih mjesta za morsku biologiju i geologiju.
Ovaj vulkan, smješten uz obalu Salomonskih otoka, kombinira česte erupcije, vrlo kiselu vodu i anomalno visoke temperature . Unatoč tome, u njemu su dokumentirani svilenkasti morski psi i morski psi čekićari, što je potaknulo ekspedicije s najsuvremenijom tehnologijom kako bi se pokušalo shvatiti kako mogu preživjeti u tako neprijateljskom okruženju.
Podvodni vulkan nazvan "Sharkcano"
Podmorski vulkan Kavachi nalazi se oko 32 kilometra od Salomonskih otoka u Oceaniji i smatra se jednim od najaktivnijih vulkana u Tihom oceanu. Njegove erupcije, popraćene emisijama plinova i oblacima promijenjene boje vode, zabilježene su više puta s površine.
Godine 2015. znanstvena ekspedicija prvi je put dokumentirala prisutnost morskih pasa unutar podvodnog kratera , što je izazvalo ogroman interes medija i znanosti. Nakon tog otkrića, vulkan je postao popularno poznat kao "Sharkcano", nadimak koji savršeno oslikava rijetkost ovog fenomena.
Daleko od toga da je samo neobična anegdota, otkriće svilenkastih morskih pasa i morskih pasa čekićara u tako ekstremnom okruženju otvorilo je niz pitanja o tome kako su ekosustavi organizirani u aktivnim vulkanima pod morem i koji mehanizmi omogućuju tim životinjama da izdrže uvjete koji bi, u principu, bili smrtonosni.
Unatoč stalnoj aktivnosti Kavachija, s vodama opterećenim vulkanskim česticama i plinovima , opažanja pokazuju da ovi grabežljivci ne samo povremeno ulaze, već se čini da koriste unutrašnjost vulkana kao dio svog uobičajenog staništa.
Znanstvena ekspedicija i njezina veza s Europom
Iza ovog rada stoji međunarodni tim stručnjaka za oceanografiju, robotiku i vulkanologiju , s vezama s institucijama koje redovito surađuju s europskim centrima posvećenim proučavanju klimatskih promjena i vulkanskih opasnosti. Iako se vulkan nalazi u Oceaniji, dobiveni podaci relevantni su za istraživače u Europi i Španjolskoj zainteresirane za ekstremne ekosustave i utjecaj vulkanskih plinova na ocean.
Istraživanje vodi oceanski inženjer Brennan Phillips , koji radi na projektima National Geographica, zajedno s Alistairom Grinhamom sa Sveučilišta Queensland i Matthewom Dunbabinom sa Tehnološkog sveučilišta Queensland. Njihov rad dio je globalnih znanstvenih mreža koje uključuju i europske grupe specijalizirane za podvodnu robotiku i praćenje vulkana.
Za europsku znanstvenu zajednicu, ova vrsta studije nudi vrlo vrijednu referencu kada je u pitanju razumijevanje načina na koji podvodni vulkani međusobno djeluju s morskim životom , nešto što je također zanimljivo u područjima poput Mediterana ili istočnog Atlantika, gdje postoje aktivne vulkanske strukture, iako manje ekstremne od Kavachija.
Nadalje, tehnike razvijene u ovom projektu, posebno u vezi s jeftinim senzorima i autonomnim sustavima promatranja , primjenjive su na istraživanja u europskim vodama, od hidrotermalnih područja do područja s prirodnim emisijama CO2 koja se koriste kao laboratoriji za proučavanje zakiseljavanja oceana.
Roboti za jednokratnu upotrebu za ulazak u smrtonosno okruženje
Budući da je unutrašnjost Kavachija mjesto koje vas, prema riječima samih istraživača, "može lako ubiti ", jedini razuman način istraživanja je korištenje robotske tehnologije. Tim se odlučio za relativno jednostavna, jeftina i, na neki način, gotovo jednokratna vozila.
Ovi roboti su dizajnirani da izdrže visoke temperature, turbulencije i udarce od malih podvodnih eksplozija. Neki su čak izgrađeni od recikliranih PVC cijevi i lako dostupnih komponenti, što smanjuje cijenu na samo nekoliko stotina dolara po jedinici - vrlo niska brojka u usporedbi s tradicionalnim ROV-ovima (daljinski upravljanim vozilima).
Oprema koju nose na brodu uključuje akustične dubinske sonde, temperaturne senzore, akcelerometre i kamere . Zahvaljujući ovoj kombinaciji, roboti ne samo da snimaju slike unutrašnjosti vulkana, već i generiraju detaljne profile fizičkog i kemijskog ponašanja vode.
Glavni cilj je izmjeriti, što bliže izvoru, ključne parametre poput pH vrijednosti vode, koncentracije ugljikovog dioksida i varijacija temperature neposredno prije, tijekom i nakon erupcija. Ove informacije pomažu u razumijevanju kako se ekosustav formira i održava u takvim ekstremnim uvjetima.
Budući da se Kavachi nalazi u vrlo udaljenom području, logistika također diktira dizajn opreme: znanstvenici inzistiraju na tome da roboti moraju stati u ručnu prtljagu malog aviona i da ih je lako popraviti ili zamijeniti na licu mjesta, pristup koji privlači interes u raznim međunarodnim oceanografskim projektima.
Ekstremna kemija: nizak pH, visoke temperature i vulkanski plinovi
Početne mjerne kampanje otkrile su da područje oko vulkana pokazuje nagli pad pH vrijednosti na površini vode , što ukazuje na znatno veću kiselost od okolnog oceana. Ovi uvjeti se općenito smatraju nekompatibilnima s prisutnošću velikog morskog života.
Nadalje, senzori su otkrili temperature vode do deset stupnjeva iznad normalne u blizini otvora. Za morske životinje ove temperaturne razlike uzrokuju znatan stres, posebno u kombinaciji s vrlo slabom vidljivošću i visokom koncentracijom finog suspendiranog sedimenta.
Roboti su također potvrdili da je Kavachi glavni izvor emisija stakleničkih plinova u vodeni stupac, uključujući ugljikov dioksid iz vulkanske aktivnosti. Ova vrsta prirodnog unosa od velikog je interesa za istraživače u Europi koji proučavaju ravnotežu ugljika u oceanima i njezin odnos s globalnom klimom.
Dio misije uključuje prikupljanje fragmenata stijena i nedavno izbačenog vulkanskog materijala, koji se ugrađuju u vanjsku strukturu vulkana. Ovi uzorci omogućuju istraživačima da rekonstruiraju nedavnu eruptivnu povijest i bolje razumiju kako se obnavlja fizički supstrat na kojem se biološke zajednice uspostavljaju.
Unatoč neprijateljskom okruženju, zapisi pokazuju da se oko vulkana na kratkim udaljenostima formira mozaik mikrostaništa s vrlo promjenjivim uvjetima, što bi moglo ponuditi privremena utočišta različitim vrstama, uključujući i same morske pse.
Svilenkasti i čekićari na nezamislivom mjestu
Jedan od najupečatljivijih aspekata je to što su kamere jasno identificirale svilenkaste morske pse (Carcharhinus falciformis) i čekićare kako ulaze i kreću se unutar podvodnog kratera. Iako slike nisu uvijek oštre zbog zamućenosti, silueta čekićara je nepogrešiva.
Prisutnost životinja ove veličine u tako kiselom, mutnom i vrućem okruženju proturječi tradicionalnom pogledu na ove podvodne vulkane , koji su se do nedavno smatrali gotovo neplodnim prostorima za velike grabežljivce. Umjesto toga, opažanja sugeriraju da morski psi ne samo da posjećuju ta područja, već ih možda čak i redovito koriste.
Nije sasvim jasno što točno ove životinje traže unutar Kavachija. Neke hipoteze sugeriraju da bi mogle iskoristiti privremeno obilje plijena privučeno vulkanskim hranjivim tvarima, dok druge pretpostavljaju da bi im unutrašnjost kratera mogla ponuditi neku vrstu prednosti, poput utočišta od drugih predatora ili parazita.
Bez obzira na objašnjenje, ponašanje ovih morskih pasa u tako ekstremnom okruženju postalo je prioritetno područje istraživanja kako bi se bolje razumjela njihova ekološka fleksibilnost i sposobnost prilagodbe naglim promjenama staništa.
Unatoč tehničkim ograničenjima, svako novo robotsko ronjenje pruža male fragmente informacija koje nam omogućuju da profiliramo kako se kreću, koliko dugo ostaju unutar vulkana i koja područja najintenzivnije posjećuju.
Moguće prilagodbe i sposobnost predviđanja erupcija
Veliko je pitanje kako ove životinje uspijevaju izdržati okruženje koje kombinira visoku kiselost, promjenjive temperature i snažne vulkanske erupcije . Neki stručnjaci sugeriraju da su možda razvile fiziološke prilagodbe koje im omogućuju da podnose veće koncentracije CO2 i temperaturne varijacije od drugih morskih pasa.
Druga linija istraživanja usmjerena je na sposobnost morskih pasa da otkriju rane znakove erupcije . Poznato je da su ove životinje izuzetno osjetljive na promjene tlaka, vibracija i električnih polja, pa je moguće da bi mogle uočiti rane znakove eruptivne aktivnosti i napustiti krater prije nego što situacija postane opasna.
Istraživači razvijaju nove module i senzore kako bi preciznije kvantificirali udarne valove i fizičke varijacije unutar vulkana , s ciljem povezivanja s ponašanjem uočenim na video snimkama. Cilj je utvrditi u kojoj mjeri morski psi toleriraju te poremećaje ili ih sustavno izbjegavaju.
Razumijevanje otpornosti ovih vrsta u aktivnom vulkanu nije samo od akademskog interesa: ono također može ponuditi tragove o tome kako će veliki morski grabežljivci reagirati na buduće scenarije toplijih i zakiseljenijih oceana, pitanje koje zabrinjava istraživače diljem svijeta, uključujući i Europu.
Ako se potvrdi da ovi morski psi posjeduju neobičnu toleranciju, to bi moglo otvoriti vrata komparativnim studijama s populacijama iz drugih regija, poput sjevernog Atlantika ili Mediterana, kako bi se procijenile genetske ili fiziološke razlike povezane s prilagodbom ekstremnim okruženjima.
Prirodni laboratorij za razumijevanje oceana budućnosti
Za mnoge znanstvenike, Kavachi funkcionira gotovo kao prirodni laboratorij gdje se zakiseljavanje, zagrijavanje i emisije plinova kombiniraju u ograničenom prostoru. Promatranje kako organizmi koji tamo žive reagiraju pomaže u predviđanju nekih promjena koje bi se mogle dogoditi u drugim dijelovima planeta ako temperatura oceana i koncentracija CO2 nastave rasti.
Interes europske zajednice za ove vrste okoliša proizlazi iz njihove sposobnosti testiranja teorijskih modela ranjivosti i adaptivnog kapaciteta ključnih vrsta u morskim ekosustavima. Morski psi, kao glavni predatori, igraju vitalnu ulogu u održavanju ravnoteže hranidbenih lanaca.
Nadalje, iskustvo stečeno kompaktnim i ekonomičnim robotima služi kao referenca za projekte praćenja u drugim podvodnim vulkanima i hidrotermalnim zonama diljem svijeta, u kojima sudjeluju i istraživačke skupine iz Španjolske i ostatka Europe.
Takozvani "Sharkcano" tako je postao primjer kako kombinacija pristupačne tehnologije, međunarodne suradnje i znanstvene znatiželje može otkriti neočekivana ponašanja u morskom životu . Svaka nova kampanja proširuje dostupni skup podataka i potiče nova pitanja.
Ono što je započelo kao iznenađujuća vijest o morskim psima koji žive unutar aktivnog podvodnog vulkana razvilo se u dalekosežno istraživanje s implikacijama za biologiju, geologiju i klimatske studije. Kako se instrumenti usavršavaju i novi timovi pridružuju projektu, Kavachi nastavlja nuditi uvide u opseg prilagodljivosti morskog života u okruženjima koja se na prvi pogled čine nemogućima za preživljavanje.
