|
|
Пишет prokhozhyj (![[info]](http://lj.rossia.org/img/userinfo.gif){kind=small} prokhozhyj)@ 2006-01-26 21:05:00 |
 |
|
 |
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
Вкусности морской биологии
Как мы не нашли обогащения, или Операция «Орлиное гнездо»
В 70-х годах XX века простая истина, что вся жизнь в Океане кормится за счёт того органического вещества, что нафотосинтезировали в освещённом верхнем 200-м слое воды планктонные водоросли, перестала быть таковой. На дне океана были найдены горячие источники, выносящие из-под дна кучу всякой химии вроде метана и соединений серы. И на этой химии развивались многочисленные хемосинтезирующие бактерии, создающие органику не за счёт энергии света, а за счёт энергии химических превращений. На бактерий, натурально, нашлись свои едоки, и в местах выхода термальных вод («чёрные курильщики» и не столь эффектные «холодные» сочения) возникали богатейшие гидротермальные экосистемы с потрясающим обилием организмов, причём возникали они в том числе и в беднейших глубоководных районах океана (желающим – фото и аглицкая сттатья в «Википедии»). Но я не об этом.
Тогда возникла идея, что этот альтернативный источник органики может иметь большое значение в питании нижних «этажей» океана. Сразу скажу, что с моей точки зрения это не так. Во-первых, гидротермальные экосистемы привязаны к вполне конкретным геологическим структурам (вроде срединно-океанических хребтов) и отнюдь не распространены по всему океанскому дну. И потом, поля – это всё же булавочные уколы. Во-вторых, похоже, что «всё, что они там производят, они там же и потребляют», потоки вещества в системах замкнуты сами на себя и наружу оно не больно-то разбазаривается. Но всё же некое локальное обогащение окружающей действительности там может случаться. В частности, следы такого обогащения можно попытаться поискать по сгущению «обычного» океанского планктона вблизи дна в районах истечений. Чем я, собственно, n последних лет и занимаюсь. И, хотя, похоже, пациент скорее мёртв, чем жив, вопрос остаётся открытым. И новых фактов тут ощутимо не хватает (а пойди, достань их с трёхкилометровых-то глубин!).
И тут (вроде бы) подвалило.
Аккурат на сколе веков, в 2000 году, на вершине горы Атлантис Срединно-Атлантического хребта (30°07.5' N; 42°07.2' W), нашли новое гидротермальное поле, Лост-Сити. Геологически поле уникально. Во-первых, оно сидит на вершине горы, на глубине всего 800 м. Во-вторых, из-за особенностей бьющегоиз дна раствора, здесь нет «чёрных дымов», отлагающих сульфидные колонны. И вместо них формируются белые карбонатные башни, потрясающе вертикальные столбы до 60 (шестидесяти) метров высотой, врезающиеся в проходящий над вершиной Атлантиса поток воды (см., например, 1-ю публикацию, англ., PDF или статью в «Природе», PDF). И из-за своего высокого положения поле омывается не беднейшими водами абиссали, а вполне себе обитаемыми водами главного пикноклина, и мимо башен Лост-Сити в большом количестве проносит пелагических креветок, хетогнат, сифонофор и прочую живность.
В 2002 г. здесь работала наша экспедиция на НИС «Академик Мстислав Келдыш», и во время спуска аппарата «Мир» ходивший наблюдателем А.Л. Верещака обнаружил, что вокруг башен вьются рои планктонных рачков (эуфаузиид и гипериид), а ловы планктонными сетями вроде бы тоже дали повышенную концентрацию планктона над вершиной Атлантиса и расположенным на ней полем. О чём мы и напечатали статью в 2003 г.
В 2003 г. здесь, снова с «Келдыша», велись киносьёмки нового фильма Джеймса Камерона, и на фрагментах подводных видеосъёмок, показанных на борту, снова можно было видеть, как некие эуфаузииды вновь в большом количестве роились у прожекторов работающих на Лост-Сити аппаратов. В том же году американцы работали здесь с аппаратом «Алвин» и тоже видели прибашенные рои пелагических рачков. То, что они их видят не первыми, им в голову не пришло (ну разве они могут быть не первыми?), так что они радостно оповестили всех посредством Интернета, что поле Лост-Сити Alive! Alive!, и возле его башен вьются «small shrimp-like creatures» (= эуфаузииды), а так же амфиподы, причём some amphipods found at Lost City look very different than a "typical" amphipod. Последнее утверждение они проиллюстрировали вот этим фото:
,
на котором легко можно опознать гиперииду рода Primno, одного из наиболее обычных родов планктонных амфипод Мирового океана. Правда, надо признать, что к моменту публикации своих данных в 2005 г. они большинство багов исправили, но, похоже, до сих пор свято уверены, что кроме них там никто не работал. (Ладно, кончаю злобствовать :). Важно, что они тоже видели здесь рои.
Казалось бы: вот оно, искомое обогащение! Радуйтесь, нашли!
Но кое-что смущало. Смущало, что увеличение концентрации планктона показано единственной серией сетных ловов, а над вершиной горы, где течение рвётся и завихряется, можно ожидать большой горизонтальной пятнистости в распределении планктонных животных, и кто знает, не влепили ли мы сеть в богатое пятно. Смущало, что рачки, в массах наблюдавшиеся у дна, хорошо идут на свет, а аппараты там работают, естественно, с включёнными прожекторами. Много чего смущало. И вот прошлым летом нам удалось снова попасть на Лост-Сити.
Что-то я расписался, так что не буду о том, как выяснилось, что та, старая, сетная серия таки да, похоже, именно пришлась на пятно побогаче. Как прикидывали, откуда у вершины могли взяться эуфаузииды с гипериидами, если предположить, что они «левые», и как оказалось, что в этом случае им взяться неоткуда, кроме как из набегающего на гору потока, тем более, что глубины тут для них привычные. Но вроде нет их столько в этом потоке. Значит – фонари?
Этим летом было два спуска «Миров» по планктонной программе. С просчётом планктона во всём столбе воды от начала темноты до дна. С работой у основания башен. При проходах ГОА вблизи дна неоднократно отмечались хетогнаты и планктонные рыбы, преимущественно циклотоны, реже – миктофиды и топорики (Sternoptychidae), а так же мелкие мизиды и пелагические креветки. Были обильны эуфаузииды, однако точное их количество определить затруднительно, так как рачки активно собирались на свет ГОА и роились вокруг прожекторов.
И с подсчётом планктона в воде набегающей. Я уже говорил, что Лост-Сити украшено 60-метровыми карбонатными башнями, лучшими насестами для наблюдения за потоком. ...И вот аппарат выходит к самой здоровой из них, и начинает всплывать вдоль отвесной стены. Долго всплывает. Снежно-белые свежие и грязно-белые старые участки колонны скользят перед иллюминатором, сидящий в расщелине здоровенный краб машет клешнёй... Верщина. Небольшая, с маленькую комнату, площадка, окружённая тремя тупыми зубцами. В центре мутными клубами поднимается прозрачный, опалесцирующий в свете прожекторов флюид. Аппарат выворачивает носом навстречу течению и подзодит к обрыву. Центральный иллюминатор в сфере ориентирован немного вниз, так что видно, как край башни уходит «из-под ног» и теряется в темноте. Сбоку вьётся здешний хозяин – полутораметровый каменный окунь. Аппарат принимает немного воды и опускается на вершину столба...
Специальные наблюдения, проведённые при работе ГОА на вершине ~60-м башни с меткой "Exomar-12", подтвердили, что эуфаузииды рода Nematoscelis не держатся у дна и построек постоянно, а проносятся мимо них течением из "внешней" толщи воды. Через некоторое время после того, как аппарат сел на вершину постройки, был погашен весь свет как вне, так и внутри аппарата. Через 10 минут свет был зажжен вновь, и оказалось, что все кружившиеся возле аппарата планктеры за это время были унесены набегающим течением, у иллюминаторов было пусто. Затем течение периодически приносило эуфаузиид и гипериид, которые не уплывали дальше, а активно плыли к светильникам аппарата и постепенно образовывали новый рой. Таким образом, задерживаясь у светильников ГОА, рачки постепенно накапливаются в поле зрения наблюдателя (рис. 6), что и создаёт видимость присутствия "придонных роёв".
(тот самый рис. 6, снимок цифровиком из сферы аппарата)
Кроме эуфаузиид, в состав наблюдавшихся в 2005 г. роёв входили (в меньшем количестве) гиперииды Platyscelus ovoides (свободно плававшие в воде, преимущественно спиной вниз) и Primno, а так же мальки рыб-топориков Sternoptychidae, все – обычные представители фауны столба воды на этих и меньших глубинах, обнаруженные и в сетных ловах, и в столбе воды при спусках ГОА. А вот многочисленные в 2002 г. Paraphronima crassipes в 2005 г. встречены не были.
Для уточнения визуальных определений вьющийся у светильников рой был обловлен слэп-ганом. В пробе оказались многочисленные эуфаузииды и гиперииды Primno. Гипериид-платисцелид слеп-ганом поймано не было, но два экз. Platyscelus ovoides, привлеченных светом аппарата, попали в контейнеры для геологических образцов, отбиравшихся на вершине этого же столба в текущем и в предыдущем погружениях ГОА...
Короче, не было там никакого обогащения. А был артефакт, когда непрерывно наносимые потоком и изначально даже не очень и многочисленные обычные планктонные рачки "открытой воды" цеплялись за свет аппарата и начинали виться вокруг и таскаться за ним по полю, создавая роскошную иллюзию густых придонных роёв...
Такие дела. Отрицательный результат – тоже результат. Остался вопрос открытым.
...Просто маленький рассказик о том, как выглядит иногда нынешняя биоокеанология.
Как мы не нашли обогащения, или Операция «Орлиное гнездо»В 70-х годах XX века простая истина, что вся жизнь в Океане кормится за счёт того органического вещества, что нафотосинтезировали в освещённом верхнем 200-м слое воды планктонные водоросли, перестала быть таковой. На дне океана были найдены горячие источники, выносящие из-под дна кучу всякой химии вроде метана и соединений серы. И на этой химии развивались многочисленные хемосинтезирующие бактерии, создающие органику не за счёт энергии света, а за счёт энергии химических превращений. На бактерий, натурально, нашлись свои едоки, и в местах выхода термальных вод («чёрные курильщики» и не столь эффектные «холодные» сочения) возникали богатейшие гидротермальные экосистемы с потрясающим обилием организмов, причём возникали они в том числе и в беднейших глубоководных районах океана (желающим – фото и аглицкая сттатья в «Википедии»). Но я не об этом.
Тогда возникла идея, что этот альтернативный источник органики может иметь большое значение в питании нижних «этажей» океана. Сразу скажу, что с моей точки зрения это не так. Во-первых, гидротермальные экосистемы привязаны к вполне конкретным геологическим структурам (вроде срединно-океанических хребтов) и отнюдь не распространены по всему океанскому дну. И потом, поля – это всё же булавочные уколы. Во-вторых, похоже, что «всё, что они там производят, они там же и потребляют», потоки вещества в системах замкнуты сами на себя и наружу оно не больно-то разбазаривается. Но всё же некое локальное обогащение окружающей действительности там может случаться. В частности, следы такого обогащения можно попытаться поискать по сгущению «обычного» океанского планктона вблизи дна в районах истечений. Чем я, собственно, n последних лет и занимаюсь. И, хотя, похоже, пациент скорее мёртв, чем жив, вопрос остаётся открытым. И новых фактов тут ощутимо не хватает (а пойди, достань их с трёхкилометровых-то глубин!).
И тут (вроде бы) подвалило.
Аккурат на сколе веков, в 2000 году, на вершине горы Атлантис Срединно-Атлантического хребта (30°07.5' N; 42°07.2' W), нашли новое гидротермальное поле, Лост-Сити. Геологически поле уникально. Во-первых, оно сидит на вершине горы, на глубине всего 800 м. Во-вторых, из-за особенностей бьющегоиз дна раствора, здесь нет «чёрных дымов», отлагающих сульфидные колонны. И вместо них формируются белые карбонатные башни, потрясающе вертикальные столбы до 60 (шестидесяти) метров высотой, врезающиеся в проходящий над вершиной Атлантиса поток воды (см., например, 1-ю публикацию, англ., PDF или статью в «Природе», PDF). И из-за своего высокого положения поле омывается не беднейшими водами абиссали, а вполне себе обитаемыми водами главного пикноклина, и мимо башен Лост-Сити в большом количестве проносит пелагических креветок, хетогнат, сифонофор и прочую живность.
В 2002 г. здесь работала наша экспедиция на НИС «Академик Мстислав Келдыш», и во время спуска аппарата «Мир» ходивший наблюдателем А.Л. Верещака обнаружил, что вокруг башен вьются рои планктонных рачков (эуфаузиид и гипериид), а ловы планктонными сетями вроде бы тоже дали повышенную концентрацию планктона над вершиной Атлантиса и расположенным на ней полем. О чём мы и напечатали статью в 2003 г.
В 2003 г. здесь, снова с «Келдыша», велись киносьёмки нового фильма Джеймса Камерона, и на фрагментах подводных видеосъёмок, показанных на борту, снова можно было видеть, как некие эуфаузииды вновь в большом количестве роились у прожекторов работающих на Лост-Сити аппаратов. В том же году американцы работали здесь с аппаратом «Алвин» и тоже видели прибашенные рои пелагических рачков. То, что они их видят не первыми, им в голову не пришло (ну разве они могут быть не первыми?), так что они радостно оповестили всех посредством Интернета, что поле Лост-Сити Alive! Alive!, и возле его башен вьются «small shrimp-like creatures» (= эуфаузииды), а так же амфиподы, причём some amphipods found at Lost City look very different than a "typical" amphipod. Последнее утверждение они проиллюстрировали вот этим фото:
,на котором легко можно опознать гиперииду рода Primno, одного из наиболее обычных родов планктонных амфипод Мирового океана. Правда, надо признать, что к моменту публикации своих данных в 2005 г. они большинство багов исправили, но, похоже, до сих пор свято уверены, что кроме них там никто не работал. (Ладно, кончаю злобствовать :). Важно, что они тоже видели здесь рои.
Казалось бы: вот оно, искомое обогащение! Радуйтесь, нашли!
Но кое-что смущало. Смущало, что увеличение концентрации планктона показано единственной серией сетных ловов, а над вершиной горы, где течение рвётся и завихряется, можно ожидать большой горизонтальной пятнистости в распределении планктонных животных, и кто знает, не влепили ли мы сеть в богатое пятно. Смущало, что рачки, в массах наблюдавшиеся у дна, хорошо идут на свет, а аппараты там работают, естественно, с включёнными прожекторами. Много чего смущало. И вот прошлым летом нам удалось снова попасть на Лост-Сити.
Что-то я расписался, так что не буду о том, как выяснилось, что та, старая, сетная серия таки да, похоже, именно пришлась на пятно побогаче. Как прикидывали, откуда у вершины могли взяться эуфаузииды с гипериидами, если предположить, что они «левые», и как оказалось, что в этом случае им взяться неоткуда, кроме как из набегающего на гору потока, тем более, что глубины тут для них привычные. Но вроде нет их столько в этом потоке. Значит – фонари?
Этим летом было два спуска «Миров» по планктонной программе. С просчётом планктона во всём столбе воды от начала темноты до дна. С работой у основания башен. При проходах ГОА вблизи дна неоднократно отмечались хетогнаты и планктонные рыбы, преимущественно циклотоны, реже – миктофиды и топорики (Sternoptychidae), а так же мелкие мизиды и пелагические креветки. Были обильны эуфаузииды, однако точное их количество определить затруднительно, так как рачки активно собирались на свет ГОА и роились вокруг прожекторов.
И с подсчётом планктона в воде набегающей. Я уже говорил, что Лост-Сити украшено 60-метровыми карбонатными башнями, лучшими насестами для наблюдения за потоком. ...И вот аппарат выходит к самой здоровой из них, и начинает всплывать вдоль отвесной стены. Долго всплывает. Снежно-белые свежие и грязно-белые старые участки колонны скользят перед иллюминатором, сидящий в расщелине здоровенный краб машет клешнёй... Верщина. Небольшая, с маленькую комнату, площадка, окружённая тремя тупыми зубцами. В центре мутными клубами поднимается прозрачный, опалесцирующий в свете прожекторов флюид. Аппарат выворачивает носом навстречу течению и подзодит к обрыву. Центральный иллюминатор в сфере ориентирован немного вниз, так что видно, как край башни уходит «из-под ног» и теряется в темноте. Сбоку вьётся здешний хозяин – полутораметровый каменный окунь. Аппарат принимает немного воды и опускается на вершину столба...
Специальные наблюдения, проведённые при работе ГОА на вершине ~60-м башни с меткой "Exomar-12", подтвердили, что эуфаузииды рода Nematoscelis не держатся у дна и построек постоянно, а проносятся мимо них течением из "внешней" толщи воды. Через некоторое время после того, как аппарат сел на вершину постройки, был погашен весь свет как вне, так и внутри аппарата. Через 10 минут свет был зажжен вновь, и оказалось, что все кружившиеся возле аппарата планктеры за это время были унесены набегающим течением, у иллюминаторов было пусто. Затем течение периодически приносило эуфаузиид и гипериид, которые не уплывали дальше, а активно плыли к светильникам аппарата и постепенно образовывали новый рой. Таким образом, задерживаясь у светильников ГОА, рачки постепенно накапливаются в поле зрения наблюдателя (рис. 6), что и создаёт видимость присутствия "придонных роёв".
Кроме эуфаузиид, в состав наблюдавшихся в 2005 г. роёв входили (в меньшем количестве) гиперииды Platyscelus ovoides (свободно плававшие в воде, преимущественно спиной вниз) и Primno, а так же мальки рыб-топориков Sternoptychidae, все – обычные представители фауны столба воды на этих и меньших глубинах, обнаруженные и в сетных ловах, и в столбе воды при спусках ГОА. А вот многочисленные в 2002 г. Paraphronima crassipes в 2005 г. встречены не были.
Для уточнения визуальных определений вьющийся у светильников рой был обловлен слэп-ганом. В пробе оказались многочисленные эуфаузииды и гиперииды Primno. Гипериид-платисцелид слеп-ганом поймано не было, но два экз. Platyscelus ovoides, привлеченных светом аппарата, попали в контейнеры для геологических образцов, отбиравшихся на вершине этого же столба в текущем и в предыдущем погружениях ГОА...
Короче, не было там никакого обогащения. А был артефакт, когда непрерывно наносимые потоком и изначально даже не очень и многочисленные обычные планктонные рачки "открытой воды" цеплялись за свет аппарата и начинали виться вокруг и таскаться за ним по полю, создавая роскошную иллюзию густых придонных роёв...
Такие дела. Отрицательный результат – тоже результат. Остался вопрос открытым.
...Просто маленький рассказик о том, как выглядит иногда нынешняя биоокеанология.
