science >> Wetenschap >  >> Natuur

Nieuwe onderzeese kaarten leiden tot ontdekkingen van hydrothermale bronnen en soorten

Carbonaatflens aan de zijkant van de Z-vatting, vloeistof komt onder de flens uit en wordt eronder geplas. De vloeistof heeft een temperatuur van 290 C en staat enkele mm in contact met 2C zeewater. Dat scherpe grensvlak tussen twee vloeistoffen met verschillende brekingsindexen, of veranderingen in de snelheid van het licht waardoor ze een reflecterend spiegelachtig oppervlak worden. Je kunt het beeld van Subastian weerspiegeld zien. Krediet:Schmidt Ocean Institute

Een spectaculair nieuw hydrothermisch ventilatieveld, genaamd Jaich Maa, is ontdekt tijdens een expeditie aan boord van de R/V Falkor van het Schmidt Ocean Institute. De ventilatieopeningen werden geïdentificeerd met behulp van het Dorado autonome onderwatervoertuig van Monterey Bay Aquarium Research Institution (MBARI) om verkennende zeebodemonderzoeken uit te voeren met een laterale resolutie van één meter. Tegelijkertijd, MBARI's nieuwe Low Altitude Survey System werd gebruikt vanuit het op afstand bediende voertuig SuBastian van het Schmidt Ocean Institute om het eerder ontdekte Auka Vent-veld op centimeterschaal in kaart te brengen met behulp van co-located multibeam sonar, aftastenlaser Lidar, en stereofotografie. De biologische gemeenschappen en de geologische en geochemische kenmerken van deze ventilatievelden werden vervolgens verkend en bemonsterd met behulp van ROV SuBastian.

Hoofdonderzoekers Drs. Robert Zierenberg van de Universiteit van Californië Davis, Victoria Orphan van het California Institute of Technology, en David Caress van MBARI, samen met wetenschappers van de Oregon State University, de Universidad Autónoma de Baja California, het Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), en het Scripps-instituut voor oceanografie, demonstreerde het multidisciplinaire gebruik van onderzeese robotica tijdens het onderzoeken van een gebied met unieke geologische activiteit waar onderzees vulkanisme in zwaar gesedimenteerde bekkens resulteert in ontluchting bij hoge temperaturen met ongebruikelijke chemie en geologie. Dankzij de kaartbenadering op geneste schaal kon het team efficiënt vooruitgang boeken van grootschalige verkennende zeebodemdekking naar nauwkeurig gerichte bemonstering op en rond de ventilatieopeningen. De gedetailleerde kaarten maken het ook mogelijk om verschillende microbiële en dierengemeenschappen te kwantificeren in precieze relatie tot geologische kenmerken en gebieden met gerichte en diffuse hydrothermische vloeistofstroom. "Door onderzeeërrobotica te gebruiken voor het in kaart brengen van de zeebodem in combinatie met op afstand bediende voertuigen, het wetenschappelijke team heeft interactief dieren kunnen verkennen en bemonsteren, microben, rotsen, en sediment", zei Dr. Caress.

De nieuwe naam van het ventilatieveld, Jaich Maa, vertaalt naar vloeibaar metaal in een oude taal van de inheemse bevolking van Mexico die de regio omringt, verwijzend naar het reflecterende grensvlak van hydrothermale vloeistof en zeewater dat werd gevonden langs het dak van een grote grot in de hydrothermale heuvel. Het nieuwe ventilatieveld bestaat uit meerdere hydrothermale calcietheuvels tot 25 meter hoog die vloeistoffen afgaven bij temperaturen tot wel 287°C. Groepen dieren die veel voorkomen in niet-hydrothermische omgevingen, inclusief anemonen, werden ook voor het eerst waargenomen in dichte opeenhopingen aan de voet van de heuvels, en veel voorheen onbekende soorten werden geïdentificeerd.

De nieuwe naam van het ventilatieveld, JaichMaat, vertaalt naar vloeibaar metaal in een oude taal van de inheemse bevolking van Mexico die de regio omringt, verwijzend naar het reflecterende grensvlak van hydrothermale vloeistof en zeewater dat werd gevonden langs het dak van een grote grot in de hydrothermale heuvel. Krediet:Schmidt Ocean Institute

Deze expeditie toonde met succes nieuwe benaderingen voor het in kaart brengen van de zeebodem op meerdere schaal, waardoor oceanografen de diepe oceaan efficiënter kunnen verkennen. Naast het identificeren van locaties van hydrothermale ventilatie, de gecombineerde mapping en ROV-exploratie bemonsterde ook de eerste vulkanische rotsen die werden verzameld in zowel de noordelijke als de zuidelijke Pescadero-bekkens, wat bevestigt dat in deze bekkens de continentale scheuring die de Golf van Californië heeft gevormd, is overgegaan in de verspreiding van de zeebodem en de vulkanische vorming van nieuwe oceanische korst. Het Pescadero-bekken is een unieke locatie voor het bestuderen van microbiële extremofielen die betrokken zijn bij het methaan- en koolwaterstofmetabolisme en een belangrijke locatie om te proberen te begrijpen hoe de ventilatiefauna vergelijkbare locaties over de hele wereld koloniseert. De gedetailleerde kartering zal verder onderzoek mogelijk maken van de geologische en geochemische controles op de geschiktheid van habitats voor verschillende dier- en microbiële gemeenschappen. De ventilatieopeningen van het Pescadero-bekken herbergen een unieke biologie en geologie in vergelijking met andere nabijgelegen hydrothermale ventilatieopeningen. Dit systeem werd in 2015 ontdekt tijdens een MBARI-onderzoekscruise, en is slechts een paar keer door wetenschappers bezocht. Onderzoeksspecialist Jennifer Paduan merkte op dat dit voortreffelijke systeem anders is door de interactie van hydrothermale vloeistoffen met sediment, "De hydrothermische structuren hier zijn prachtig. De dieren en de bacteriën die door de ventilatieopeningen worden ondersteund, zijn anders omdat de chemie van de vloeistoffen anders is dan de gebruikelijke schoorstenen van het sulfidetype."

Hydrothermale ventilatieopeningen zijn een uitdrukking van onderzees vulkanisme dat een wereldwijd belangrijk proces is en een vitale rol speelt bij het vormgeven van het oppervlak van onze planeet. "De diepe oceaan is nog steeds een van de minst onderzochte grenzen in het zonnestelsel, " zei hoofdonderzoeker Robert Zierenberg. "Kaarten van onze planeet zijn niet zo gedetailleerd als die van Mercurius, Venus, Mars of de maan, omdat het moeilijk is om onderwater in kaart te brengen. Dit is de grens." De ventilatieopeningen in het zuidelijke Pescadero-bekken bieden een unieke kans om microbiële en dierlijke samenstellingen te vergelijken tussen ventilatieopeningen met verschillende chemische stoffen en minerale afzettingen. Microben bij deze ventilatieopeningen vormen hier de basis van het voedselweb, en inzicht krijgen in de ventilatiegemeenschappen helpt ons het hele ecologische systeem te begrijpen.

Oasis buisworm bovenaan de schoorsteen van de Matterhorn. Het witte gebied is waar kokerwormen worden bedekt door een bacteriemat in het gebied met de meest intense vloeistofstroom vanaf de bovenkant van de schoorsteen. Krediet:Schmidt Ocean Institute