Aktif bir su altı volkanının içinde sakince yüzen köpekbalıklarının görüntüsü bir film sahnesi gibi görünse de, bu bilimsel bir gerçeklik. Güney Pasifik'in ücra köşesinde bulunan Kavachi volkanı, deniz biyolojisi ve jeolojisi için en ilgi çekici ortamlardan biri haline geldi.
Solomon Adaları açıklarında bulunan bu volkan, sık patlamalar, son derece asidik su ve anormal derecede yüksek sıcaklıkları bir araya getiriyor . Buna rağmen, ipeksi köpekbalıkları ve çekiç başlı köpekbalıklarının içeride görüldüğü belgelenmiş olup, bu durum, bu kadar düşman bir ortamda nasıl hayatta kalabildiklerini anlamaya yönelik son teknolojiye sahip keşif gezilerini tetiklemiştir.
"Sharkcano" adında bir su altı volkanı
Okyanusya'daki Solomon Adaları'na yaklaşık 32 kilometre uzaklıkta bulunan Kavachi denizaltı volkanı , Pasifik Okyanusu'ndaki en aktif volkanlardan biri olarak kabul edilir. Gaz emisyonları ve renk değiştirmiş su püskürtmeleriyle birlikte gerçekleşen patlamaları, yüzeyden birçok kez kaydedilmiştir.
2015 yılında, bir bilimsel keşif ekibi, su altındaki kraterin içinde köpekbalıklarının varlığını ilk kez belgeleyerek , medyada ve bilim dünyasında büyük ilgi uyandırdı. Bu keşfin ardından, volkan halk arasında "Köpekbalığı Krateri" olarak anılmaya başlandı; bu takma ad, olayın nadirliğini mükemmel bir şekilde özetliyor.
Sadece ilginç bir anekdot olmaktan çok uzak olan bu olay, ipeksi köpekbalıkları ve çekiç başlı köpekbalıklarının böylesine aşırı bir ortamda tespit edilmesiyle, denizin altındaki aktif volkanlarda ekosistemlerin nasıl organize olduğu ve bu hayvanların prensipte ölümcül olacak koşullara nasıl dayanabildiği konusunda bir dizi soruyu gündeme getirdi.
Kavachi'nin sürekli aktif olmasına ve sularının volkanik parçacıklar ve gazlarla dolu olmasına rağmen , gözlemler bu yırtıcıların sadece ara sıra girmekle kalmayıp, volkanın içini düzenli yaşam alanlarının bir parçası olarak kullandıklarını ortaya koyuyor.
Bilimsel keşif gezisi ve Avrupa ile bağlantısı
Bu çalışmanın arkasında, okyanus bilimi, robotik ve volkanoloji alanlarında uzman uluslararası bir ekip bulunmaktadır ve bu ekip, iklim değişikliği ve volkanik tehlikeler üzerine çalışan Avrupa merkezleriyle düzenli olarak işbirliği yapan kurumlarla bağlantılıdır. Volkan Okyanusya'da bulunmasına rağmen, elde edilen veriler, aşırı ekosistemler ve volkanik gazların okyanus üzerindeki etkisiyle ilgilenen Avrupa ve İspanya'daki araştırmacılar için de önem taşımaktadır.
Araştırmaya, National Geographic projelerinde çalışan okyanus mühendisi Brennan Phillips , Queensland Üniversitesi'nden Alistair Grinham ve Queensland Teknoloji Üniversitesi'nden Matthew Dunbabin liderlik ediyor . Çalışmaları, su altı robotik ve volkan izleme konusunda uzmanlaşmış Avrupa gruplarını da içeren küresel bilimsel ağların bir parçasıdır.
Avrupa bilim camiası için bu tür çalışmalar, su altı volkanlarının deniz yaşamıyla nasıl etkileşim kurduğunu anlamak açısından çok değerli bir referans sunmaktadır ; bu durum, Kavachi'ye kıyasla daha az aşırı olsa da aktif volkanik yapıların bulunduğu Akdeniz veya Doğu Atlantik gibi bölgeler için de ilgi çekicidir.
Dahası, bu projede geliştirilen teknikler, özellikle düşük maliyetli sensörler ve otonom gözlem sistemleri ile ilgili olanlar, hidrotermal alanlardan okyanus asitlenmesini incelemek için laboratuvar olarak kullanılan doğal CO2 emisyonu olan alanlara kadar Avrupa sularındaki araştırmalara uygulanabilir .
Ölümcül bir ortama girmek için tek kullanımlık robotlar
Araştırmacıların kendi ifadeleriyle Kavachi'nin iç kısmı "sizi oldukça kolay öldürebilecek " bir yer olduğundan, orayı keşfetmenin tek mantıklı yolu robotik teknolojiyi kullanmaktır. Ekip, nispeten basit, düşük maliyetli ve bir bakıma neredeyse tek kullanımlık araçları tercih etti.
Bu robotlar yüksek sıcaklıklara, türbülansa ve küçük su altı patlamalarından kaynaklanan şoklara dayanacak şekilde tasarlanmıştır . Hatta bazıları geri dönüştürülmüş PVC borular ve kolayca bulunabilen bileşenlerle üretilmiş olup, birim başına maliyeti sadece birkaç yüz dolara kadar düşürmüştür; bu rakam geleneksel ROV'lara (uzaktan kumandalı araçlar) kıyasla çok düşüktür.
Robotların gemide taşıdığı ekipmanlar arasında akustik derinlik probları, sıcaklık sensörleri, ivmeölçerler ve kameralar bulunuyor . Bu kombinasyon sayesinde robotlar sadece volkanın iç kısmının görüntülerini kaydetmekle kalmıyor, aynı zamanda suyun fiziksel ve kimyasal davranışına dair ayrıntılı profiller de oluşturuyor.
Ana amaç, volkanik patlamalardan hemen önce, sırasında ve sonra suyun pH değeri, karbondioksit konsantrasyonu ve sıcaklık değişimleri gibi temel parametreleri, volkanik bacaya mümkün olduğunca yakın bir noktada ölçmektir . Bu bilgiler, bir ekosistemin bu tür aşırı koşullar altında nasıl oluştuğunu ve korunduğunu anlamaya yardımcı olur.
Kavachi çok uzak bir bölgede bulunduğu için, lojistik de ekipman tasarımını belirliyor: bilim insanları, robotların küçük bir uçağın el bagajına sığması ve yerinde kolayca onarılabilir veya değiştirilebilir olması gerektiğinde ısrar ediyorlar; bu yaklaşım çeşitli uluslararası oşinografik projelerde ilgi görüyor.
Aşırı kimyasal reaksiyonlar: düşük pH, yüksek sıcaklıklar ve volkanik gazlar.
İlk ölçüm çalışmaları, volkan çevresindeki bölgede su yüzeyinde pH değerinde keskin bir düşüş olduğunu ve bunun da çevredeki okyanusa göre önemli ölçüde daha yüksek bir asitlik seviyesini gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu koşullar genellikle büyük deniz canlılarının varlığıyla bağdaşmaz olarak kabul edilir.
Dahası, sensörler hidrotermal bacaların yakınında normalin on derece üzerinde su sıcaklığı tespit etti . Deniz hayvanları için bu sıcaklık farkları, özellikle çok düşük görüş mesafesi ve yüksek konsantrasyonda ince askıda tortu ile birleştiğinde, önemli bir strese neden olur.
Robotlar ayrıca Kavachi'nin , volkanik aktiviteden kaynaklanan karbondioksit de dahil olmak üzere, su sütununa salınan sera gazı emisyonlarının önemli bir kaynağı olduğunu doğruladı . Bu tür doğal girdiler, okyanus karbon dengesini ve küresel iklimle ilişkisini inceleyen Avrupalı araştırmacılar için büyük ilgi çekmektedir.
Görevlerden biri, volkanın dış yapısına gömülü olan kaya parçalarını ve yakın zamanda püsküren volkanik materyali toplamaktır. Bu örnekler, araştırmacıların yakın zamanki volkanik patlamaların tarihini yeniden oluşturmalarına ve biyolojik toplulukların yerleştiği fiziksel zeminin nasıl yenilendiğini daha iyi anlamalarına olanak tanır.
Olumsuz çevre koşullarına rağmen, kayıtlara göre volkanın çevresinde kısa mesafelerde oldukça değişken koşullara sahip mikro habitatlardan oluşan bir mozaik oluşuyor ve bu da köpekbalıkları da dahil olmak üzere farklı türler için geçici sığınaklar sağlayabilir.
İpeksi ve çekiç başlı köpekbalıkları, akıl almaz bir yerde.
En dikkat çekici yönlerden biri, kameraların su altı kraterine giren ve içeride hareket eden ipeksi köpekbalıklarını (Carcharhinus falciformis) ve çekiç başlı köpekbalıklarını net bir şekilde tespit etmiş olmasıdır . Bulanıklık nedeniyle görüntüler her zaman net olmasa da, çekiç başlı köpekbalıklarının silueti kesinlikle ayırt edilebilir.
Bu büyüklükteki hayvanların böylesine asidik, bulanık ve sıcak bir ortamda bulunması, yakın zamana kadar büyük yırtıcılar için neredeyse verimsiz alanlar olarak kabul edilen bu su altı volkanlarına dair geleneksel görüşle çelişiyor . Bunun yerine, gözlemler köpekbalıklarının bu alanları sadece ziyaret etmekle kalmayıp, hatta düzenli olarak kullanıyor olabileceğini gösteriyor.
Bu hayvanların Kavachi'nin içinde tam olarak ne aradıkları net değil. Bazı hipotezler, volkanik besinlerin çektiği av bolluğundan geçici olarak faydalanıyor olabileceklerini öne sürerken, diğerleri kraterin iç kısmının onlara diğer yırtıcılardan veya parazitlerden korunma gibi bir tür avantaj sağlayabileceğini öne sürüyor.
Açıklama ne olursa olsun, bu köpekbalıklarının böylesine aşırı bir ortamdaki davranışları, ekolojik esnekliklerini ve ani yaşam alanı değişikliklerine uyum sağlama yeteneklerini daha iyi anlamak için öncelikli bir çalışma alanı haline gelmiştir.
Teknik sınırlamalara rağmen, her yeni robotik dalış, hareket biçimlerini, volkanın içinde ne kadar kaldıklarını ve hangi bölgeleri en yoğun şekilde ziyaret ettiklerini belirlememizi sağlayan küçük bilgi parçaları sunuyor.
Olası uyum sağlama yetenekleri ve volkanik patlamaları önceden tahmin etme becerisi
En büyük soru, bu hayvanların yüksek asitlik, düzensiz sıcaklıklar ve şiddetli volkanik patlamaları bir araya getiren bir ortama nasıl dayanabildikleridir . Bazı uzmanlar , diğer köpekbalıklarına göre daha yüksek CO2 konsantrasyonlarına ve sıcaklık değişimlerine tolerans göstermelerini sağlayan fizyolojik adaptasyonlar geliştirmiş olabileceklerini öne sürüyor .
Bir diğer araştırma alanı ise köpekbalıklarının volkanik patlamaların erken belirtilerini tespit etme yeteneğine odaklanıyor . Bu hayvanların basınç, titreşim ve elektrik alanlarındaki değişikliklere karşı son derece hassas oldukları biliniyor; bu nedenle, patlama aktivitesinin erken belirtilerini algılayıp durum tehlikeli hale gelmeden önce kraterden ayrılmaları mümkün olabilir.
Araştırmacılar , volkan içindeki şok dalgalarını ve fiziksel değişimleri daha doğru bir şekilde ölçmek için yeni modüller ve sensörler geliştiriyor ve bunları video kayıtlarında gözlemlenen davranışlarla ilişkilendirmeyi amaçlıyorlar. Amaç, köpekbalıklarının bu rahatsızlıklara ne ölçüde tahammül ettiğini veya sistematik olarak bunlardan kaçınıp kaçınmadığını belirlemektir.
Aktif bir volkanda bu türlerin dayanıklılığını anlamak sadece akademik bir ilgi konusu değil: aynı zamanda büyük deniz yırtıcılarının gelecekte daha sıcak ve daha asitli okyanus senaryolarına nasıl tepki vereceğine dair ipuçları da sunabilir; bu soru, Avrupa da dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıları ilgilendiriyor.
Bu köpekbalıklarının alışılmadık bir toleransa sahip olduğu doğrulanırsa, bu durum, aşırı ortamlara adaptasyonla ilgili genetik veya fizyolojik farklılıkları değerlendirmek için Kuzey Atlantik veya Akdeniz gibi diğer bölgelerdeki popülasyonlarla karşılaştırmalı çalışmaların önünü açabilir.
Geleceğin okyanuslarını anlamak için doğal bir laboratuvar.
Birçok bilim insanı için Kavachi, asitleşme, ısınma ve gaz emisyonlarının sınırlı bir alanda birleştiği doğal bir laboratuvar gibi işlev görüyor . Orada yaşayan organizmaların nasıl tepki verdiğini gözlemlemek, okyanus sıcaklıkları ve CO2 konsantrasyonları artmaya devam ederse gezegenin diğer bölgelerinde meydana gelebilecek bazı değişiklikleri öngörmeye yardımcı oluyor.
Avrupa Birliği'nin bu tür ortamlara olan ilgisi, deniz ekosistemlerindeki kilit türlerin kırılganlığı ve uyum kapasitesine ilişkin teorik modelleri test etme olanağından kaynaklanmaktadır . En üst düzey yırtıcılar olan köpekbalıkları, besin zincirinin dengesini korumada hayati bir rol oynar.
Dahası, kompakt ve ekonomik robotlarla edinilen deneyim, İspanya ve Avrupa'nın geri kalanından araştırma gruplarının da katıldığı, dünyanın dört bir yanındaki diğer su altı volkanları ve hidrotermal bölgelerdeki izleme projeleri için bir referans görevi görüyor.
"Sharkcano" olarak adlandırılan bu proje, erişilebilir teknoloji, uluslararası iş birliği ve bilimsel merakın bir araya gelmesinin deniz yaşamında beklenmedik davranışları nasıl ortaya çıkarabileceğine dair bir örnek teşkil etmiştir . Her yeni kampanya, mevcut veri setini genişletmekte ve yeni soruları gündeme getirmektedir.
Aktif bir su altı volkanının içinde köpekbalıklarının yaşadığına dair şaşırtıcı haberle başlayan süreç, biyoloji, jeoloji ve iklim çalışmaları için önemli sonuçlar doğuran geniş kapsamlı bir araştırma alanına dönüştü. Enstrümanlar geliştirildikçe ve yeni ekipler projeye katıldıkça, Kavachi, ilk bakışta hayatta kalmanın imkansız göründüğü ortamlarda deniz yaşamının uyum yeteneğinin boyutuna dair bilgiler sunmaya devam ediyor.
