Более 20 лет Смит и его коллеги-исследователи изучали животных, обитающих на абиссальной равнине на Станции M — глубоководном исследовательском участке примерно в 220 километрах (140 милях) от побережья Центральной Калифорнии. На илистом морском дне станции М — на глубине 4000 метров (13 100 футов) под поверхностью — обитает множество глубоководных животных, от морских огурцов и морских ежей до рыб-гренадеров.
Кроме того, в грязи обитает множество мелких животных и микробов.Исследователи давно задаются вопросом, как все эти животные и микробы получают достаточно еды, чтобы выжить. Медленная струйка морского снега, опускающегося сверху, не дает достаточно пищи, чтобы поддержать все живущие там организмы. Однако в новой статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, Смит и его соавторы показывают, что периодические праздники могут обеспечить достаточно еды, чтобы поддерживать глубоководные сообщества в течение многих лет.
Смит и его коллеги использовали несколько инструментов для изучения количества морского снега, поступающего на станцию ??M, а также его воздействия на жизнь в глубинах. Они подвесили конические «ловушки для наносов» над морским дном для сбора и измерения количества морского снега, падающего через воду.
Они также использовали автоматизированные системы камер, чтобы делать покадровые фотографии морского дна. Это позволило им отслеживать поведение, количество и размеры более крупных глубоководных животных, таких как морские огурцы. Наконец, они использовали ползущего по морскому дну робота Benthic Rover, чтобы измерить количество кислорода, потребляемого животными и микробами в отложениях. Такие измерения кислорода позволили исследователям оценить, сколько пищи потребляли эти организмы.
Используя данные с 1989 по 2012 год, Смит и его коллеги сравнили количество морского снега, приходящего на станцию ??M, с оценками популяций микроскопических водорослей, наблюдаемых на поверхности с помощью спутников. В течение большинства лет количество пищи, поступающей на морское дно, достигало годового пика летом и осенью, но оставалось относительно низким.Однако в течение 2011 и 2012 годов исследователи наблюдали три драматических события, в результате которых на морское дно доставили огромное количество относительно свежих продуктов. Первый произошел с июня по август 2011 года, когда большое количество диатомовых водорослей (разновидность микроскопических водорослей) цвело у поверхности, а затем быстро опустилось на морское дно.
Второе событие произошло с марта по май 2012 года, когда сальпы — студенистые среднегорные животные, питающиеся водорослями, — быстро размножались в поверхностных водах. Этих сальп стало так много, что они заблокировали приток морской воды к атомной электростанции Diablo Canyon, расположенной на побережье Калифорнии к востоку от станции M. Когда сальпы в поверхностных водах на станции M погибли, они затонули так быстро, что покрыли дно моря. , четыре километра ниже.
Во время третьего события, в сентябре 2012 года, в результате еще одного цветения водорослей появилось столько мертвых водорослей, что они забили осадочные ловушки исследователей, но это было зафиксировано камерой с замедленной съемкой.Лишняя еда, которая попадала на морское дно во время этих пира, не пропадала даром.
Вместо этого он был быстро потреблен глубоководными животными и микробами морского дна, которые использовали его для роста и воспроизводства. Часть органического углерода из пищи выделялась в окружающую морскую воду путем дыхания. Большая часть остального была включена в глубоководные отложения, где она могла быть переработана животными и микробами, питающимися грязью. Таким образом, большие прерывистые порции пищи могут помочь поддерживать жизнь в глубине на годы или даже десятилетия.
Смит и его коллеги все еще изучают биологические эффекты этих экстремальных порций пищи. Они уже заметили изменения в количестве и типах глубоководных животных, обитающих на Станции M, которые, по-видимому, стали результатом праздников 2011 и 2012 годов. Об этих результатах они сообщат в следующей статье.
Исследователи отмечают, что глубоководные праздники могут стать более частыми у побережья Центральной Калифорнии, а также в некоторых других местах проведения глубоководных исследований по всему миру. За последнее десятилетие в водах Центральной Калифорнии были более сильные ветры, которые приносили больше питательных веществ, таких как нитраты, на поверхность океана. Эти питательные вещества действуют как удобрение, вызывая цветение водорослей, которые, в свою очередь, иногда питают цветение сальп.
Последствия всего этого повышения продуктивности в конечном итоге оказываются на морском дне.Авторы также отмечают, что изменения в условиях океана, которые давали больше пищи глубоководным животным на станции M, могут быть связаны с глобальным потеплением.
С другой стороны, эти изменения могут просто отражать естественные долгосрочные циклы в океане.Эти данные еще раз напоминают нам о том, что морские глубины напрямую зависят от событий на поверхности океана, а также от деятельности человека на суше.
Фактически, информация, полученная в результате таких глубоководных исследований, будет иметь важное значение для улучшения компьютерных моделей глобального круговорота углерода и изменения климата.