Obraz žralokov pokojne plávajúcich vo vnútri aktívnej podvodnej sopky sa zdá byť ako z filmu, ale je to vedecká realita. V odľahlej časti južného Pacifiku sa sopka Kavachi stala jedným z najzaujímavejších miest pre morskú biológiu a geológiu.
Táto sopka, ktorá sa nachádza pri pobreží Šalamúnových ostrovov, sa vyznačuje častými erupciami, vysoko kyslou vodou a anomálne vysokými teplotami . Napriek tomu boli v jej vnútri zdokumentované žraloky hodvábne a kladivohlavé, čo viedlo k expedíciám s najmodernejšou technológiou, aby sa pokúsili pochopiť, ako môžu prežiť v takom nehostinnom prostredí.
Podvodná sopka s názvom „Sharkcano“
Podmorská sopka Kavachi sa nachádza asi 32 kilometrov od Šalamúnových ostrovov v Oceánii a je považovaná za jednu z najaktívnejších sopiek v Tichom oceáne. Jej erupcie, sprevádzané emisiami plynu a oblakmi sfarbenej vody, boli z povrchu zaznamenané už niekoľkokrát.
V roku 2015 vedecká expedícia prvýkrát zdokumentovala prítomnosť žralokov vo vnútri podvodného krátera , čo vyvolalo obrovský záujem médií a vedy. Po tomto objave sa sopka stala všeobecne známou ako „Sharkcano“, prezývka, ktorá dokonale vystihuje vzácnosť tohto javu.
Zďaleka to nebola len kuriózna anekdota, ale objav hodvábnych žralokov a žralokov kladivohlavých v takom extrémnom prostredí otvoril sériu otázok o tom, ako sú ekosystémy organizované v aktívnych sopkách pod morom a aké mechanizmy umožňujú týmto zvieratám odolávať podmienkam, ktoré by boli v zásade smrteľné.
Napriek neustálej aktivite sopky Kavachi s vodami plnými sopečných častíc a plynov , pozorovania ukazujú, že títo predátori nielen príležitostne vstupujú, ale zrejme využívajú vnútro sopky ako súčasť svojho bežného biotopu.
Vedecká expedícia a jej spojenie s Európou
Za touto prácou stojí medzinárodný tím odborníkov v oblasti oceánografie, robotiky a vulkanológie s väzbami na inštitúcie, ktoré pravidelne spolupracujú s európskymi centrami zameranými na štúdium klimatických zmien a sopečných rizík. Hoci sa sopka nachádza v Oceánii, získané údaje sú relevantné pre výskumníkov v Európe a Španielsku, ktorí sa zaujímajú o extrémne ekosystémy a vplyv sopečných plynov na oceán.
Výskum vedie oceánsky inžinier Brennan Phillips , ktorý pracuje na projektoch National Geographic, spolu s Alistairom Grinhamom z University of Queensland a Matthewom Dunbabinom z Queensland University of Technology. Ich práca je súčasťou globálnych vedeckých sietí, ktoré zahŕňajú aj európske skupiny špecializujúce sa na podvodnú robotiku a monitorovanie sopiek.
Pre európsku vedeckú komunitu ponúka tento typ štúdie veľmi cenný zdroj informácií, pokiaľ ide o pochopenie interakcie podvodných sopiek s morským životom , čo je zaujímavé aj v oblastiach, ako je Stredozemné more alebo východný Atlantik, kde sa nachádzajú aktívne sopečné štruktúry, hoci menej extrémne ako Kavachi.
Okrem toho sú techniky vyvinuté v tomto projekte, najmä pokiaľ ide o nízkonákladové senzory a autonómne pozorovacie systémy , použiteľné pre výskum v európskych vodách, od hydrotermálnych oblastí až po oblasti s prirodzenými emisiami CO2, ktoré sa používajú ako laboratóriá na štúdium okysľovania oceánov.
Jednorazové roboty na vstup do smrtiaceho prostredia
Keďže vnútrozemie Kavachi je miestom, ktoré by vás podľa vlastných slov výskumníkov „mohlo celkom ľahko zabiť “, jediným rozumným spôsobom, ako ho preskúmať, je použitie robotickej technológie. Tím sa rozhodol pre relatívne jednoduché, lacné a v istom zmysle takmer jednorazové vozidlá.
Tieto roboty sú navrhnuté tak, aby odolali vysokým teplotám, turbulenciám a otrasom z malých podvodných výbuchov. Niektoré boli dokonca vyrobené z recyklovaných PVC rúrok a ľahko dostupných komponentov, čím sa náklady znížili na niekoľko stoviek dolárov za jednotku – čo je veľmi nízka suma v porovnaní s tradičnými ROV (diaľkovo ovládanými vozidlami).
Medzi vybavenie, ktoré majú na palube, patria akustické hĺbkové sondy, teplotné senzory, akcelerometre a kamery . Vďaka tejto kombinácii roboty nielen zaznamenávajú snímky vnútra sopky, ale generujú aj podrobné profily fyzikálneho a chemického správania vody.
Hlavným cieľom je merať čo najbližšie k výveru kľúčové parametre, ako je pH vody, koncentrácia oxidu uhličitého a teplotné zmeny tesne pred, počas a po erupciách. Tieto informácie pomáhajú pochopiť, ako sa ekosystém formuje a udržiava v takýchto extrémnych podmienkach.
Keďže Kavachi sa nachádza vo veľmi odľahlej oblasti, logistika tiež diktuje dizajn zariadenia: vedci trvajú na tom, že roboty sa musia zmestiť do príručnej batožiny malého lietadla a musia sa dať ľahko opraviť alebo vymeniť na mieste, čo je prístup, ktorý si získava záujem v rôznych medzinárodných oceánografických projektoch.
Extrémna chémia: nízke pH, vysoké teploty a sopečné plyny
Počiatočné meracie kampane odhalili, že oblasť okolo sopky vykazuje prudký pokles pH na hladine vody , čo naznačuje výrazne vyššiu kyslosť ako okolitý oceán. Tieto podmienky sa vo všeobecnosti považujú za nezlučiteľné s prítomnosťou veľkých morských živočíchov.
Okrem toho senzory zaznamenali teploty vody v blízkosti vetracích otvorov až o desať stupňov vyššie ako je normálne . Pre morských živočíchov tieto teplotné rozdiely spôsobujú značný stres, najmä v kombinácii s veľmi nízkou viditeľnosťou a vysokou koncentráciou jemných suspendovaných sedimentov.
Roboty tiež potvrdili, že Kavachi je hlavným zdrojom emisií skleníkových plynov do vodného stĺpca, vrátane oxidu uhličitého zo sopečnej činnosti. Tento typ prírodného vstupu je veľmi zaujímavý pre výskumníkov v Európe, ktorí študujú uhlíkovú bilanciu v oceánoch a jej vzťah ku globálnej klíme.
Súčasťou misie je zber úlomkov hornín a nedávno vyvrhnutého sopečného materiálu, ktoré sa zabudujú do vonkajšej štruktúry sopky. Tieto vzorky umožňujú výskumníkom rekonštruovať nedávnu históriu erupcií a lepšie pochopiť, ako sa obnovuje fyzický substrát, v ktorom sa usadzujú biologické spoločenstvá.
Napriek nehostinnému prostrediu záznamy ukazujú, že okolo sopky sa na krátkych vzdialenostiach vytvára mozaika mikrobiotopov s veľmi premenlivými podmienkami, ktoré by mohli poskytnúť dočasné útočiská rôznym druhom vrátane samotných žralokov.
Hodvábne a kladivohlavé žraloky na nepredstaviteľnom mieste
Jedným z najpozoruhodnejších aspektov je, že kamery jasne identifikovali žraloky hodvábne (Carcharhinus falciformis) a žraloky kladivohlavé, ktoré vstupovali a pohybovali sa vo vnútri podvodného krátera. Hoci snímky nie sú vždy ostré kvôli zákalu, silueta kladivohlavov je nezameniteľná.
Prítomnosť zvierat tejto veľkosti v takom kyslom, kalnom a horúcom prostredí je v rozpore s tradičným pohľadom na tieto podvodné sopky , ktoré boli donedávna považované za takmer neúrodné priestory pre veľké predátory. Pozorovania naznačujú, že žraloky tieto oblasti nielen navštevujú, ale ich dokonca pravidelne využívajú.
Nie je úplne jasné, čo presne tieto zvieratá hľadajú v Kavachi. Niektoré hypotézy naznačujú, že by mohli využívať dočasné množstvo koristi prilákané sopečnými živinami, zatiaľ čo iné predpokladajú, že vnútro krátera by im mohlo ponúkať nejakú výhodu, napríklad útočisko pred inými predátormi alebo parazitmi.
Nech je vysvetlenie akékoľvek, správanie týchto žralokov v takom extrémnom prostredí sa stalo prioritnou oblasťou štúdia s cieľom lepšie pochopiť ich ekologickú flexibilitu a schopnosť prispôsobiť sa náhlym zmenám biotopu.
Napriek technickým obmedzeniam každý nový robotický ponor poskytuje malé fragmenty informácií , ktoré nám umožňujú profilovať, ako sa pohybujú, ako dlho zostávajú vo vnútri sopky a ktoré oblasti sa zdajú najintenzívnejšie navštevovať.
Možné adaptácie a schopnosť predvídať erupcie
Veľkou otázkou je, ako sa týmto zvieratám darí odolávať prostrediu, ktoré kombinuje vysokú kyslosť, kolísavé teploty a prudké sopečné erupcie . Niektorí odborníci naznačujú, že si mohli vyvinúť fyziologické adaptácie, ktoré im umožňujú tolerovať vyššie koncentrácie CO2 a teplotné výkyvy ako iné žraloky.
Ďalšia oblasť výskumu sa zameriava na schopnosť žralokov odhaliť včasné príznaky erupcie . Tieto zvieratá sú známe svojou extrémnou citlivosťou na zmeny tlaku, vibrácií a elektrických polí, takže je možné, že by mohli vnímať včasné príznaky erupčnej aktivity a opustiť kráter skôr, ako sa situácia stane nebezpečnou.
Výskumníci vyvíjajú nové moduly a senzory na presnejšiu kvantifikáciu rázových vĺn a fyzikálnych zmien v sopke s cieľom ich korelácie so správaním pozorovaným vo videozáznamoch. Cieľom je určiť, do akej miery žraloky tieto rušenia tolerujú, alebo sa im systematicky vyhýbajú.
Pochopenie odolnosti týchto druhov v aktívnej sopke nie je len akademickým záujmom: môže tiež poskytnúť indície o tom, ako budú veľké morské predátory reagovať na budúce scenáre teplejších a okyslenejších oceánov, čo je otázka, ktorá znepokojuje výskumníkov na celom svete vrátane Európy.
Ak sa potvrdí, že tieto žraloky majú nezvyčajnú toleranciu, mohlo by to otvoriť dvere porovnávacím štúdiám s populáciami z iných regiónov, ako je severný Atlantik alebo Stredozemné more, s cieľom posúdiť genetické alebo fyziologické rozdiely súvisiace s adaptáciou na extrémne prostredie.
Prírodné laboratórium pre pochopenie oceánov budúcnosti
Pre mnohých vedcov funguje Kavachi takmer ako prirodzené laboratórium, kde sa v uzavretom priestore kombinuje okysľovanie, otepľovanie a emisie plynov . Pozorovanie toho, ako tam žijúce organizmy reagujú, pomáha predvídať niektoré zmeny, ktoré by mohli nastať v iných častiach planéty, ak budú teploty oceánov a koncentrácie CO2 naďalej stúpať.
Záujem európskeho spoločenstva o tieto typy prostredí pramení z ich schopnosti testovať teoretické modely zraniteľnosti a adaptačnej kapacity kľúčových druhov v morských ekosystémoch. Žraloky ako vrcholoví predátori zohrávajú kľúčovú úlohu pri udržiavaní rovnováhy potravinových reťazcov.
Okrem toho skúsenosti získané s kompaktnými a ekonomickými robotmi slúžia ako referencia pre monitorovacie projekty v iných podvodných sopkách a hydrotermálnych zónach po celom svete, na ktorých sa podieľajú aj výskumné skupiny zo Španielska a zvyšku Európy.
Takzvaný „Sharkcano“ sa tak stal príkladom toho, ako kombinácia dostupnej technológie, medzinárodnej spolupráce a vedeckej zvedavosti môže odhaliť neočakávané správanie morského života . Každá nová kampaň rozširuje dostupný súbor údajov a vyvoláva nové otázky.
Čo sa začalo ako prekvapivá správa o žralokoch žijúcich vo vnútri aktívnej podvodnej sopky, sa vyvinulo do rozsiahleho výskumného smeru s dôsledkami pre biológiu, geológiu a klimatické štúdie. S vylepšovaním prístrojov a pripojením nových tímov k projektu Kavachi naďalej ponúka poznatky o rozsahu prispôsobivosti morského života v prostrediach, ktoré sa na prvý pohľad zdajú byť nemožné pre prežitie.
