Billedet af hajer, der svømmer roligt inde i en aktiv undervandsvulkan, virker som taget ud af en film, men det er en videnskabelig realitet. I det afsidesliggende sydlige Stillehav er Kavachi-vulkanen blevet et af de mest spændende steder for marinbiologi og geologi.
Denne vulkan, der ligger ud for Salomonøernes kyst, kombinerer hyppige udbrud, meget surt vand og usædvanligt høje temperaturer . Alligevel er der dokumenteret silkehajer og hammerhajer indeni, hvilket har fået ekspeditioner med banebrydende teknologi til at forsøge at forstå, hvordan de kan overleve i et så fjendtligt miljø.
En undervandsvulkan ved navn "Sharkcano"
Den undersøiske vulkan Kavachi ligger omkring 32 kilometer fra Salomonøerne i Oceanien og betragtes som en af ​​de mest aktive vulkaner i Stillehavet. Dens udbrud, ledsaget af gasudledninger og søjler af misfarvet vand, er blevet registreret adskillige gange fra overfladen.
I 2015 dokumenterede en videnskabelig ekspedition for første gang tilstedeværelsen af ​​hajer inde i det undersøiske krater , hvilket skabte enorm medie- og videnskabelig interesse. Efter denne opdagelse blev vulkanen populært kendt som "Sharkcano", et kaldenavn, der perfekt indkapsler fænomenets sjældenhed.
Langt fra blot at være en kuriøs anekdote, åbnede opdagelsen af ​​silkehajer og hammerhajer i et så ekstremt miljø en række spørgsmål om, hvordan økosystemer er organiseret i aktive vulkaner under havet , og hvilke mekanismer der gør det muligt for disse dyr at modstå forhold, der i princippet ville være dødbringende.
Trods Kavachis konstante aktivitet, med vand fyldt med vulkanske partikler og gasser , viser observationer, at disse rovdyr ikke blot trænger ind lejlighedsvis, men tilsyneladende bruger vulkanens indre som en del af deres regelmæssige habitat.
Den videnskabelige ekspedition og dens forbindelse med Europa
Bag dette arbejde står et internationalt team af eksperter inden for oceanografi, robotteknologi og vulkanologi med tilknytning til institutioner, der regelmæssigt samarbejder med europæiske centre dedikeret til studiet af klimaændringer og vulkanske farer. Selvom vulkanen ligger i Oceanien, er de indsamlede data relevante for forskere i Europa og Spanien, der er interesserede i ekstreme økosystemer og vulkanske gassers indvirkning på havet.
Forskningen ledes af havingeniør Brennan Phillips , der arbejder på National Geographic-projekter, sammen med Alistair Grinham fra University of Queensland og Matthew Dunbabin fra Queensland University of Technology. Deres arbejde er en del af globale videnskabelige netværk, der også omfatter europæiske grupper, der specialiserer sig i undervandsrobotik og vulkanovervågning.
For det europæiske videnskabelige samfund tilbyder denne type undersøgelse en meget værdifuld reference, når det kommer til at forstå, hvordan undervandsvulkaner interagerer med livet i havet , noget der også er af interesse i områder som Middelhavet eller det østlige Atlanterhav, hvor der er aktive vulkanske strukturer, omend mindre ekstreme end Kavachi.
Desuden er de teknikker, der er udviklet i dette projekt, især med hensyn til billige sensorer og autonome observationssystemer , anvendelige til forskning i europæiske farvande, fra hydrotermiske områder til områder med naturlige CO2-udledninger, der bruges som laboratorier til at studere havforsuring.
Engangsrobotter til at komme ind i et farligt miljø
Da Kavachi-indsiden er et sted, der, med forskernes egne ord, "kan dræbe dig ret nemt ", er den eneste fornuftige måde at udforske det på ved hjælp af robotteknologi. Holdet har valgt relativt simple, billige og på en måde næsten engangskøretøjer.
Disse robotter er designet til at modstå høje temperaturer, turbulens og stød fra små undervandseksplosioner. Nogle er endda bygget med genbrugte PVC-rør og let tilgængelige komponenter, hvilket reducerer omkostningerne til blot et par hundrede dollars pr. enhed – et meget lavt tal sammenlignet med traditionelle ROV'er (fjernstyrede køretøjer).
Det udstyr, de har om bord, omfatter akustiske dybdesonder, temperatursensorer, accelerometre og kameraer . Takket være denne kombination optager robotterne ikke kun billeder af vulkanens indre, men genererer også detaljerede profiler af vandets fysiske og kemiske opførsel.
Hovedformålet er at måle, så tæt som muligt på udløbskanalen, nøgleparametre såsom vandets pH-værdi, kuldioxidkoncentration og temperaturvariationer lige før, under og efter udbrud. Denne information hjælper med at forstå, hvordan et økosystem dannes og opretholdes under sådanne ekstreme forhold.
Da Kavachi ligger i et meget afsidesliggende område, dikterer logistikken også udstyrets design: Forskere insisterer på, at robotterne skal passe i håndbagagen på et lille fly og være nemme at reparere eller udskifte på stedet, en tilgang der vinder interesse i forskellige internationale oceanografiske projekter.
Ekstrem kemi: lav pH, høje temperaturer og vulkanske gasser
Indledende målekampagner viste, at området omkring vulkanen udviser et kraftigt fald i pH-værdien ved vandoverfladen , hvilket indikerer en betydeligt højere surhedsgrad end det omgivende hav. Disse forhold anses generelt for at være uforenelige med tilstedeværelsen af ​​stort havliv.
Desuden har sensorerne registreret vandtemperaturer op til ti grader over det normale nær udluftningsåbningerne. For et havdyr forårsager disse temperaturforskelle betydelig stress, især når de kombineres med meget lav sigtbarhed og en høj koncentration af fint suspenderet sediment.
Robotter har også bekræftet, at Kavachi er en væsentlig kilde til udledning af drivhusgasser i vandsøjlen, herunder kuldioxid fra vulkansk aktivitet. Denne type naturlig tilførsel er af stor interesse for forskere i Europa, der studerer havets kulstofbalance og dens forhold til det globale klima.
En del af missionen involverer indsamling af klippefragmenter og nyligt udstødt vulkansk materiale, som bliver indlejret i vulkanens ydre struktur. Disse prøver giver forskere mulighed for at rekonstruere den nylige udbrudshistorie og bedre forstå, hvordan det fysiske substrat, hvor biologiske samfund etablerer sig, fornyes.
Trods det fjendtlige miljø viser optegnelser, at der over korte afstande dannes en mosaik af mikrohabitater med meget variable forhold omkring vulkanen, som kan tilbyde midlertidige tilflugtssteder for forskellige arter, herunder hajer selv.
Silkehajer og hammerhajer på et utænkeligt sted
Et af de mest slående aspekter er, at kameraerne tydeligt har identificeret silkehajer (Carcharhinus falciformis) og hammerhajer, der trænger ind i og bevæger sig rundt i det undersøiske krater. Selvom billederne ikke altid er skarpe på grund af uklarheden, er hammerhajernes silhuet umiskendelig.
Tilstedeværelsen af ​​dyr af denne størrelse i et så surt, grumset og varmt miljø modsiger den traditionelle opfattelse af disse undervandsvulkaner , som indtil for nylig blev betragtet som næsten golde områder for store rovdyr. I stedet tyder observationer på, at hajer ikke kun besøger disse områder, men måske endda bruger dem regelmæssigt.
Det er ikke helt klart, hvad disse dyr præcist leder efter inde i Kavachi. Nogle hypoteser antyder, at de muligvis udnytter den midlertidige overflod af byttedyr, der tiltrækkes af vulkanske næringsstoffer, mens andre foreslår, at kraterets indre kan tilbyde dem en form for fordel, såsom tilflugt fra andre rovdyr eller parasitter.
Uanset forklaringen er disse hajers adfærd i et så ekstremt miljø blevet et prioriteret studiefelt for bedre at forstå deres økologiske fleksibilitet og deres evne til at tilpasse sig pludselige ændringer i habitatet.
Trods de tekniske begrænsninger giver hvert nyt robotdyk små informationsfragmenter , der giver os mulighed for at profilere, hvordan de bevæger sig, hvor længe de opholder sig inde i vulkanen, og hvilke områder de synes at besøge mest intensivt.
Mulige tilpasninger og evne til at forudse udbrud
Det store spørgsmål er, hvordan disse dyr formår at modstå et miljø, der kombinerer høj surhed, ustabile temperaturer og voldsomme vulkanudbrud . Nogle specialister antyder, at de muligvis har udviklet fysiologiske tilpasninger, der gør det muligt for dem at tolerere højere koncentrationer af CO2 og temperaturvariationer end andre hajer.
En anden forskningslinje fokuserer på hajers evne til at opdage tidlige tegn på et udbrud . Disse dyr er kendt for at være ekstremt følsomme over for ændringer i tryk, vibrationer og elektriske felter, så det er muligt, at de kan opfatte tidlige tegn på udbrudsaktivitet og forlade krateret, før situationen bliver farlig.
Forskere udvikler nye moduler og sensorer til mere præcist at kvantificere chokbølger og fysiske variationer i vulkanen med det formål at korrelere dem med den adfærd, der observeres i videooptagelser. Målet er at bestemme, i hvilken grad hajerne tolererer disse forstyrrelser, eller om de systematisk undgår dem.
At forstå disse arters modstandsdygtighed i en aktiv vulkan er ikke kun af akademisk interesse: det kan også give spor om, hvordan store marine rovdyr vil reagere på fremtidige scenarier med varmere og mere forsurede have, et spørgsmål der optager forskere over hele verden, også i Europa.
Hvis det bekræftes, at disse hajer besidder en usædvanlig tolerance, kan det åbne døren for sammenlignende studier med populationer fra andre regioner, såsom Nordatlanten eller Middelhavet, for at vurdere genetiske eller fysiologiske forskelle relateret til tilpasning til ekstreme miljøer.
Et naturligt laboratorium til at forstå fremtidens oceaner
For mange forskere fungerer Kavachi nærmest som et naturligt laboratorium, hvor forsuring, opvarmning og gasudledning kombineres i et begrænset rum. At observere, hvordan de organismer, der lever der, reagerer, hjælper med at forudse nogle af de ændringer, der kan forekomme i andre dele af planeten, hvis havtemperaturerne og CO2- koncentrationerne fortsætter med at stige.
Det europæiske samfunds interesse i disse typer miljøer stammer fra deres evne til at teste teoretiske modeller for sårbarheden og tilpasningsevnen hos nøglearter i marine økosystemer. Hajer spiller som toprovdyr en afgørende rolle i at opretholde balancen i fødekæderne.
Derudover tjener erfaringerne med kompakte og økonomiske robotter som reference for overvågningsprojekter i andre undervandsvulkaner og hydrotermiske zoner rundt om i verden, hvor forskergrupper fra Spanien og resten af ​​Europa også deltager.
Den såkaldte "Sharkcano" er således blevet et eksempel på, hvordan kombinationen af ​​tilgængelig teknologi, internationalt samarbejde og videnskabelig nysgerrighed kan afsløre uventet adfærd i havets liv . Hver ny kampagne udvider det tilgængelige datasæt og giver næring til nye spørgsmål.
Det, der begyndte som den overraskende nyhed om hajer, der levede inde i en aktiv undersøisk vulkan, har udviklet sig til en vidtrækkende forskningslinje med implikationer for biologi, geologi og klimastudier. Efterhånden som instrumenter forfines, og nye hold slutter sig til projektet, fortsætter Kavachi med at tilbyde indsigt i omfanget af havlivets tilpasningsevne i miljøer, der ved første øjekast synes umulige for overlevelse.
