Мезопелагическая зона - Mesopelagic zone

Водные слои
   Пелагический
   Photic
   Эпипелагический
   Афотический
   Мезопелагический
   Батипелагический
   Абиссопелагический
   Адопелагический
   Демерсал
   Бентосный
Стратификация
   Пикноклин
   Изопикнальный
   Хемоклин
   Nutricline
   Галоклин
   Термоклин
   Термохалин
Смотрите также

В мезопелагический зона (Греческий μέσον, в центре), также известный как средний пелагический или же зона сумерек, является частью пелагическая зона что лежит между фотический эпипелагический и афотический батипелагический зоны.[1] Он определяется светом и начинается на глубине, на которой достигает только 1% падающего света, и заканчивается там, где нет света; глубина этой зоны составляет примерно от 200 до 1000 метров (от 660 до 3300 футов) ниже уровня моря. поверхность океана.[1] Здесь обитает разнообразное биологическое сообщество, в которое входят щетинистый рот, рыба-капля, биолюминесцентный медуза, Гигантский кальмар и множество других уникальных организмов, приспособленных к жизни в условиях низкой освещенности.[2] Он давно пленил воображение ученых, художников и писателей; глубоководные существа занимают видное место в массовой культуре, особенно как злодеи из фильмов ужасов.[3]

Физические условия

Пелагические зоны

Мезопелагическая зона включает область резких изменений температуры, солености и плотности, называемую термоклин, галоклин, и пикноклин.[1] Температурные колебания большие; от более 20 ° C (68 ° F) в верхних слоях до примерно 4 ° C (39 ° F) на границе с банная зона.[4] Разница в солености меньше, обычно от 34,5 до 35 psu.[4] Плотность составляет от 1023 до 1027 г / кг морской воды.[4] Эти изменения температуры, солености и плотности вызывают стратификацию, которая создает слои океана. Эти разные водные массы влияют на градиенты и смешивание питательных веществ и растворенных газов. Это делает эту зону динамической.

Мезопелагическая зона имеет некоторые уникальные акустические особенности. В Установка звука и ранжирование (SOFAR) Канал, по которому звук распространяется медленнее всего из-за колебаний солености и температуры, расположен в основании мезопелагической зоны на высоте около 600-1200 м.[5] Это волноводная зона, в которой звуковые волны преломляются внутри слоя и распространяются на большие расстояния.[4] Канал получил свое название во время Второй мировой войны, когда ВМС США предложили использовать его в качестве средства спасения жизни. Выжившие после кораблекрушения могли сбросить небольшое взрывное устройство, рассчитанное на время взрыва, в канале SOFAR, а затем станции прослушивания могли определить положение спасательного плота.[6] В 1950-х годах ВМС США пытались использовать эту зону для обнаружения советских подводных лодок, создав группу гидрофонов, названных Система звукового наблюдения (СОСУС.)[6] Позднее океанографы использовали эту систему подводного наблюдения, чтобы выяснить скорость и направление глубоководных океанских течений, сбрасывая поплавки SOFAR, которые можно было обнаружить с помощью массива SOSUS.[6]

Мезопелагическая зона важна для образования водных масс, таких как режим воды. Вода Mode - это водная масса, которая обычно определяется ее вертикально перемешиваемыми свойствами.[4] Часто образует глубокие перемешанные слои на глубине термоклина.[4] Режим воды в мезопелагиали время проживания в масштабе десятилетия или века.[4] Более длительное время переворачивания контрастирует с ежедневным и более короткими весами, когда различные животные перемещаются вертикально через зону и опускаются на поверхность с различным мусором.

Биогеохимия

Углерод

Мезопелагическая зона играет ключевую роль в океанической биологический насос, что способствует океанический углеродный цикл. В биологическом насосе органический углерод образуется на поверхности эвфотическая зона где свет способствует фотосинтезу. Часть этой продукции вывозится из поверхностного перемешанного слоя в мезопелагическую зону. Одним из путей экспорта углерода из эвфотического слоя является опускание частиц, которое может быть ускорено за счет переупаковки органического вещества в фекальные гранулы зоопланктона, балластированные частицы и агрегаты.[7]

В мезопелагиали биологический насос является ключом к круговороту углерода, поскольку в этой зоне преобладают реминерализация твердых частиц органического углерода (POC). Когда часть POC экспортируется из эвфотическая зона, по оценкам, 90% этого ВОУ вдыхается в мезопелагической зоне.[7] Это происходит из-за микробных организмов, которые вдыхают органические вещества и реминерализуют питательные вещества, в то время как мезопелагические рыбы также упаковывают органические вещества в быстро тонущие посылки для более глубокого экспорта.[8]

Другой ключевой процесс, происходящий в этой зоне, - это diel вертикальная миграция некоторых видов, которые перемещаются между эвфотической зоной и мезопелагической зоной и активно переносят твердые органические вещества на глубину.[7] В одном исследовании, проведенном в экваториальной части Тихого океана, миктофиды в мезопелагической зоне, по оценкам, активно переносят 15-28% пассивных ВОУ, погружающихся на глубину,[9] в то время как исследование около Канарских островов показало, что 53% вертикального потока углерода было связано с активным переносом зоопланктона и микронектона.[10] Когда первичная продуктивность высока, вклад активного переноса за счет вертикальной миграции оценивается как сравнимый с экспортом тонущих частиц.[7]

Образец ловушки осадка, залив Термаикос, Греция, 2000 г. Стереоскопическое изображение собранного материала с размером пор более 63 мкм. Можно идентифицировать известковые раковины и скелеты планктонных организмов.

Упаковка и опускание частиц

Средняя скорость оседания частиц составляет от 10 до 100 м / сутки.[11] Скорость опускания измерялась в проекте VERTIGO (Вертикальный перенос в Мировом океане) с использованием ловушек для определения скорости оседания наносов.[12] Различия в скорости опускания обусловлены различиями в балласте, температуре воды, структуре трофической сети и типах фито- и зоопланктона в разных районах океана.[12] Если материал опускается быстрее, бактерии меньше вдыхают его, перенося больше углерода из поверхностного слоя в океанские глубины. Большие фекальные гранулы опускаются быстрее из-за силы тяжести. Более вязкие воды могут замедлить скорость опускания частиц.[12]

Кислород

Растворенный кислород необходим для аэробного дыхания, и хотя поверхностный океан обычно богат кислородом из-за атмосферного газообмена и фотосинтеза, мезопелагическая зона не находится в прямом контакте с атмосферой из-за стратификации в основании поверхностного смешанного слоя. . Органическое вещество экспортируется в мезопелагическую зону из вышележащего эвфотического слоя, в то время как минимальный свет в мезопелагической зоне ограничивает фотосинтез. Потребление кислорода из-за дыхания большей части тонущего органического вещества и отсутствия газообмена часто создает зона минимума кислорода (ОМЗ) в мезопелагическом. Мезопелагическая ОМЗ особенно опасна в восточной части тропического Тихого океана и тропической части Индийского океана из-за плохой вентиляции и высоких темпов экспорта органического углерода в мезопелагическую часть.[7] Концентрации кислорода в мезопелагической зоне иногда приводят к субоксическим концентрациям, что затрудняет аэробное дыхание для организмов.[7] В этих бескислородных регионах может происходить хемосинтез, при котором CO2 а восстановленные соединения, такие как сульфид или аммиак, поглощаются с образованием органического углерода, способствуя накоплению органического углерода в мезопелагических слоях.[13] По оценкам, этот путь фиксации углерода сопоставим по скорости с вкладом гетеротрофной продукции в этом океаническом царстве.[14]

Азот

Мезопелагическая зона, область значительного дыхания и реминерализация органических частиц, как правило, богат питательными веществами. Это контрастирует с вышележащей эвфотической зоной, которая часто ограничена питательными веществами. Области с низким содержанием кислорода, такие как ОМЗ, являются ключевой областью денитрификация прокариотами - гетеротрофные пути, по которым нитраты превращаются в газообразный азот, что приводит к потере в океанический резервуар химически активного азота.[7] На границе субкислоты, которая возникает на краю OMZ, нитрит и аммоний могут быть связаны с образованием газообразного азота через анаммокс, а также удаление азота из биологически доступного пула.

Биология

Данные сонара. Зеленый слой в водной толще - это глубокий слой рассеянного вертикально мигрирующего мезопелагического зоопланктона и рыб.
Иллюстрация Чарльз Фредерик Холдер различных биолюминесцентных рыб, обитающих в мезопелагиали

Хотя некоторое количество света проникает в мезопелагическую зону, его недостаточно для фотосинтез. Биологическое сообщество мезопелагической зоны приспособилось к низкому освещению и низкому питанию.[15] Это очень эффективная экосистема, в которой многие организмы перерабатывают органическое вещество, опускающееся из эпипелагическая зона [16] в результате очень мало органического углерода попадает в более глубокие воды океана. Общие типы найденных форм жизни - дневные посещения. травоядные животные, детритофаги питание мертвыми организмами и фекальными гранулами, и плотоядные животные питаясь этими детритофагами.[15] Многие организмы из мезопелагической зоны перемещаются в эпипелагическая зона ночью, а днем ​​отступление в мезопелагическую зону, известную как diel вертикальная миграция.[7] Таким образом, эти мигранты могут избегать визуальных хищников днем ​​и питаться ночью, в то время как некоторые из их хищников также мигрируют ночью, чтобы следовать за добычей. В этой миграции так много биомассы, что операторы гидролокаторов во время Второй мировой войны регулярно неверно интерпретировали сигнал, возвращаемый этим толстым слоем планктона, как ложное морское дно.[17]

Вирусная и микробная экология

О микробном сообществе мезопелагиали известно очень мало, потому что это сложная для изучения часть океана. Недавняя работа с использованием ДНК из образцов морской воды подчеркнула важность вирусы и микробы роль в переработке органического вещества с поверхности океана, известного как микробная петля. Эти многочисленные микробы могут получать энергию от различных метаболических путей.[18] Некоторые автотрофы, гетеротрофы, а исследование 2006 года даже обнаружило хемоавтотрофы.[18] Эта хемоавтотрофная архея crenarchaeon Candidatus могут окислять аммоний как источник энергии без кислорода, что может существенно повлиять на циклы азота и углерода.[18] Согласно одному исследованию, эти окисляющие аммоний бактерии, составляющие всего 5% микробной популяции, могут ежегодно улавливать 1,1 Гт органического углерода.[19]

Микробный биомасса и разнообразие как правило, экспоненциально снижается с увеличением глубины мезопелагической зоны, отслеживая общее сокращение количества пищи сверху.[7] Состав сообщества меняется с глубиной в мезопелагиали, так как разные организмы эволюционируют для различных условий освещения.[7] Биомасса микробов в мезопелагиаде больше в более высоких широтах и ​​уменьшается к тропикам, что, вероятно, связано с разными уровнями продуктивности в поверхностных водах.[7] Однако вирусов очень много в мезопелагическом, около 1010 - 1012 каждый кубический метр, что довольно равномерно по всей мезопелагиали.[7]

Шлем медузы Перифилла перифилла

Экология зоопланктона

В мезопелагиали обитает разнообразное сообщество зоопланктона. Обычный зоопланктон включает веслоногих ракообразных, криля, медуз, сифонофоров, личинок, головоногих моллюсков и крылоногих моллюсков.[7] Пища в мезопелагической зоне, как правило, скудна, поэтому хищники должны эффективно ловить пищу. Считается, что студенистые организмы играют важную роль в экологии мезопелагических отложений и являются обычными хищниками.[20] Хотя раньше медузы считались пассивными хищниками, просто дрейфующими в толще воды, они могут быть более активными хищниками. Одно исследование показало, что шлем медузы Перифилла перифилла проявляют социальное поведение и могут глубоко находить друг друга и объединяться в группы.[20] Такое поведение ранее приписывалось спариванию, но ученые предполагают, что это может быть стратегия кормления, позволяющая группе медуз охотиться вместе.[20]

Глубоководный мизид, Gnathophausia spp.

Мезопелагический зоопланктон имеет уникальную адаптацию к низкой освещенности. Биолюминесценция это очень распространенная стратегия для многих зоопланктона. Считается, что это производство света функционирует как форма связи между сородичами, привлечение добычи, сдерживание добычи и / или стратегия воспроизводства.[7] Другой распространенной адаптацией являются улучшенные органы света или глаза, которые характерны для криля и креветок, поэтому они могут использовать ограниченный свет.[15] У некоторых осьминогов и криля даже есть трубчатые глаза, которые смотрят вверх в толще воды.[17]

Большинство жизненных процессов, таких как темпы роста и воспроизводства, в мезопелагической зоне протекают медленнее.[15] Было показано, что метаболическая активность снижается с увеличением глубины и понижением температуры в более холодной воде.[21] Например, мезопелагический креветочный мизид, Gnathophausia ingens, живет от 6,4 до 8 лет, тогда как подобные бентосные креветки живут только 2 года.[15]

Экология рыб

Мезопелагическая рыба имеют глобальное распространение, за исключением Северного Ледовитого океана.[8] В мезопелагических слоях обитает значительная часть всей мировой биомассы рыб; По оценкам одного исследования, мезопелагические рыбы могут составлять 95% от общей биомассы рыб.[22] По другой оценке, биомасса мезопелагических рыб составляет 1 миллиард тонн.[23] В этом океаническом царстве может находиться крупнейший в мире промысел, и эта зона активно развивается, чтобы стать коммерческим промыслом.[8]

Миктофиды (фонарики)

В настоящее время известно тридцать семейств мезопелагических рыб.[24] Одной из доминирующих рыб в мезопелагиали являются рыба-фонарь (Myctophidae), которые включают 245 видов, относящихся к 33 различным родам.[23] У них есть видные фотофоры вдоль брюшной стороны. Gonostomatidae, или щетинистые пасти, также являются обычными мезопелагическими рыбами. Ощетинистый рот может быть самым многочисленным на Земле позвоночное животное, с числами от сотен триллионов до квадриллионов.[25]

Мезопелагических рыб трудно изучать из-за их уникальной анатомии. У многих из этих рыб есть плавательные пузыри, которые помогают им контролировать свою плавучесть, что затрудняет их выборку, потому что эти заполненные газом камеры обычно лопаются, когда рыба попадает в сети и рыба умирает.[26] Ученые из Калифорнии добились прогресса в отборе проб мезопелагической рыбы, разработав погружную камеру, которая может поддерживать жизнь рыбы на пути к поверхности при контролируемой атмосфере и давлении.[26] Пассивным методом оценки численности мезопелагических рыб является эхолот найти 'глубокий рассеивающий слой 'через обратное рассеяние, полученное от этих акустических эхолотов.[16] Исследование 2015 года показало, что в некоторых районах произошло сокращение численности мезопелагических рыб, в том числе у побережья Южной Калифорнии, с использованием долгосрочное обучение начиная с 1970-х годов.[27] Особенно уязвимы для вымирания виды, обитающие в холодной воде.[27]

Удильщик с кисточками (Rhycherus filamentosus)

Мезопелагические рыбы приспособлены к условиям низкой освещенности. Многие рыбы черные или красные, потому что эти цвета кажутся темными из-за ограниченного проникновения света на глубину.[15] У некоторых рыб есть ряды фотофоры, маленькие светящиеся органы, на их нижней стороне, чтобы имитировать окружающую среду.[15] У других рыб есть зеркальные тела, которые расположены под углом, чтобы отражать цвета окружающего океана при слабом освещении и защищать рыбу от видимых, в то время как другая адаптация - это затенение где рыбы имеют светлые цвета на брюшной стороне и темные на спинной стороне.[15]

Пища часто бывает ограниченной и неоднородной в мезопелагической зоне, что приводит к диетической адаптации. Обычные приспособления, которые могут иметь рыбы, включают чувствительные глаза и огромные челюсти для улучшенного питания.[25] Рыба также обычно небольшого размера, чтобы уменьшить потребность в энергии для роста и формирования мышц.[15] Другие приспособления для кормления включают челюсти, которые могут расшатывать шарнир, эластичное горло и массивные длинные зубы.[15] Некоторые хищники развиваются биолюминесцентный приманки, как удильщик с кисточкой, которые могут привлекать добычу, в то время как другие реагируют на давление или химические сигналы вместо того, чтобы полагаться на зрение.[15]

Человеческое воздействие

Загрязнение

Морской мусор

Пластиковые гранулы - распространенная форма морского мусора

Морской мусор, особенно в пластиковой форме, были обнаружены в каждом бассейн океана и имеют широкий спектр воздействий на морской мир.[28]

Одна из наиболее серьезных проблем - попадание внутрь пластикового мусора, в частности микропластик.[29] Многие виды мезопелагических рыб мигрируют в поверхностные воды, чтобы полакомиться своей основной добычей. зоопланктон и фитопланктон, которые смешиваются с микропластиками в поверхностных водах. Кроме того, исследования показали, что даже зоопланктон потребляет микропластик.[30] Мезопелагические рыбы играют ключевую роль в динамике энергии, что означает, что они служат пищей ряду хищников, включая птиц, более крупных рыб и морских млекопитающих. Концентрация этих пластиков может увеличиваться, поэтому более экономически важные виды также могут быть загрязнены.[31] Концентрация пластикового мусора в мезопелагических популяциях может варьироваться в зависимости от географического положения и концентрации находящегося там морского мусора. В 2018 году примерно 73% из примерно 200 рыб, отобранных в Северной Атлантике, потребляли пластик.[32]

Биоаккумуляция

Биоаккумуляция (накопление определенного вещества в жировая ткань ) и биомагнификация (процесс, при котором концентрация вещества увеличивается по мере продвижения по пищевой цепочке) - растущие проблемы в мезопелагической зоне.[33] Ртуть в рыбе, который можно проследить как сочетание антропологических факторов (таких как добыча угля) и природных факторов. Ртуть является особенно важным загрязнителем биоаккумуляции, поскольку ее концентрация в мезопелагической зоне увеличивается быстрее, чем в поверхностных водах.[34] Неорганическая ртуть встречается в антропогенные выбросы в атмосферу в своей газообразной элементарной форме, которая затем окисляется и может осаждаться в океане.[35] Оказавшись там, окисленная форма может быть преобразована в метилртуть, которая является его органической формой.[35] Исследования показывают, что нынешние уровни антропогенных выбросов не будут уравновешиваться между атмосферой и океаном в течение периода от десятилетий до столетий,[36] Это означает, что мы можем ожидать, что текущая концентрация ртути в океане будет продолжать расти. Меркурий - сильнодействующий нейротоксин, и представляет опасность для здоровья всей пищевой сети, за исключением мезопелагических видов, которые ее потребляют. Многие из мезопелагических видов, такие как миктофиды, что делает их diel вертикальная миграция в поверхностные воды могут переносить нейротоксин при потреблении их пелагическими рыбами, птицами и млекопитающими.[37]

Ловит рыбу

Рыбная мука в порошке

Исторически сложилось так, что примеров попыток коммерциализации мезопелагиали было немного из-за низкой экономической ценности, технической осуществимости и воздействия на окружающую среду.[23] Хотя биомасса может быть в изобилии, виды рыб на глубине обычно меньше по размеру и медленнее воспроизводятся.[23] Рыбалка с использованием больших траловых сетей представляет опасность для большого процента прилов а также потенциальное воздействие на процессы круговорота углерода.[23] Кроме того, судам, пытающимся достичь продуктивных мезопелагических регионов, требуются довольно продолжительные морские путешествия.[38] В 1977 г. советский рыболовство открылся, но закрылся менее чем через 20 лет из-за низкой коммерческой прибыли, в то время как южноафриканский кошелек промысел закрылся в середине 1980-х годов из-за трудностей с переработкой из-за высокого содержания жира в рыбе.[39]

Поскольку биомасса в мезопелагиаде настолько многочисленны, что возрос интерес к определению того, могут ли эти популяции быть экономически полезными в секторах, отличных от прямого потребления человеком. Например, было высказано предположение, что высокая численность рыбы в этой зоне потенциально может удовлетворить спрос на рыбную муку и нутрицевтики.[23] С ростом населения мира спрос на рыбную муку для поддержки растущей отрасли аквакультуры высок. Есть потенциал для получения рентабельного урожая. Например, 5 миллиардов тонн мезопелагической биомассы могут привести к производству примерно 1,25 миллиарда тонн продуктов питания для потребления человеком.[23] Кроме того, спрос на нутрицевтики также быстро растет, что связано с популярным потреблением человека Омега 3 Жирные кислоты в дополнение к отрасли аквакультуры, где в качестве кормового материала требуется особое масло из морских водоемов.[23] Фонарь представляют большой интерес для рынка аквакультуры, так как они особенно богаты жирными кислотами.[40]

Изменение климата

Мезопелагическая область играет важную роль в глобальный углеродный цикл, так как это область, где большая часть поверхности органическая материя дышит.[7] Мезопелагические виды также приобретают углерод во время diel вертикальная миграция чтобы питаться в поверхностных водах, и они переносят этот углерод в глубокое море, когда умирают.[7] По оценкам, мезопелагические циклы составляют от 5 до 12 миллиардов тонн двуокиси углерода из атмосферы в год, и до недавнего времени эта оценка не включалась во многие климатические модели.[2] Трудно количественно оценить влияние изменения климата на мезопелагическую зону в целом, поскольку изменение климата не оказывает однородного географического воздействия. Исследования показывают, что в теплеющих водах, при условии наличия достаточного количества питательных веществ и корма для рыб, мезопелагическая биомасса может фактически увеличиваться из-за более высокой трофической эффективности и увеличения температуры, обусловленной метаболизм.[41] Однако, поскольку потепление океана не будет однородным по всей глобальной мезопелагической зоне, прогнозируется, что в некоторых районах биомасса рыбы может фактически уменьшиться, а в других - увеличиться.[41]

Толщина воды стратификация также вероятно увеличится с потеплением океана и изменением климата.[2] Усиление стратификации океана снижает попадание питательных веществ из глубин океана в океан. эвфотическая зона что приводит к снижению как чистой первичной продукции, так и оседания твердых частиц.[2] Дополнительные исследования показывают, что с потеплением могут происходить сдвиги в географическом ареале многих видов, причем многие из них смещаются к полюсу.[42] Комбинация этих факторов потенциально может означать, что по мере того, как глобальные океанические бассейны продолжают нагреваться, в мезопелагических районах могут появиться области, где биоразнообразие и богатство видов, в то время как сокращается в других областях, особенно по мере удаления от экватора.[42]

Исследования и разведка

Научный ROV "Геркулес" (IFE / URI / NOAA) во время запуска в 2005 году. Обратите внимание на набор устройств для отбора проб и роботизированных манипуляторов, которые используются для проведения глубоководных исследований.

Существует нехватка знаний о мезопелагической зоне, поэтому исследователи начали разрабатывать новые технологии для изучения и отбора проб в этой области. В Океанографическое учреждение Вудс-Хоул (WHOI), НАСА, а Норвежский институт морских исследований все работают над проектами, чтобы лучше понять эту зону в океане и ее влияние на глобальный углеродный цикл. Традиционные методы отбора проб, такие как сети, оказались неадекватными, поскольку они отпугивают животных из-за волны давления, создаваемой буксируемой сетью, и света, производимого сетью. биолюминесцентный виды, пойманные в сети. Мезопелагическая активность была впервые исследована с помощью гидролокатора, потому что обратный сигнал отражается от планктона и рыбы в воде. Однако существует множество проблем с методами акустической съемки, и предыдущие исследования оценили погрешности в измеренных количествах биомассы до трех порядков величины.[8] Это происходит из-за неточного учета глубины, распределения видов по размерам и акустических свойств видов. Норвежский институт морских исследований спустил на воду исследовательское судно под названием «Доктор Фритьоф Нансен» для исследования мезопелагической активности с помощью гидролокатора, уделяя особое внимание устойчивости рыболовных операций.[43] Чтобы преодолеть проблемы, с которыми сталкивается акустический отбор проб, WHOI разрабатываетавтомобили с эмоциями (ROV) и роботы (Deep-See, Mesobot и Snowclops), которые способны более точно изучать эту зону в специальных усилиях, называемых Проект Ocean Twilight Zone который был запущен в августе 2018 года.[25]

Открытие и обнаружение

В глубокий рассеивающий слой часто характеризует мезопелагический из-за большого количества биомассы, существующей в регионе.[41] Акустический звук, посылаемый в океан, отражается от частиц и организмов в водной толще и возвращает сильный сигнал. Этот регион был первоначально открыт американскими исследователями во время Вторая Мировая Война в 1942 г. во время противолодочный исследования с сонар. В то время сонар не мог проникнуть ниже этой глубины из-за большого количества существ, препятствующих звуковым волнам.[2] Глубокие слои рассеяния ниже 1000 м - редкость. До недавнего времени гидролокатор был преобладающим методом изучения мезопелагических отложений.[41]

В Кругосветная экспедиция на Маласпину был проведен под руководством Испании научным поиском в 2011 году, чтобы лучше понять состояние океана и разнообразие глубоководных океанов.[44] Собранные данные, в частности, с помощью сонарных наблюдений, показали, что оценка биомассы в мезопелагиали была ниже, чем предполагалось ранее.[45]

Глубокое зрение

WHOI в настоящее время работает над проектом по описанию и документированию мезопелагической экосистемы. Они разработали устройство Deep-See весом около 700 кг, которое предназначено для буксировки за исследовательским судном.[2] Глубокое море способно достигать глубин до 2000 м и может оценить количество биомассы и биоразнообразия в этой мезопелагической экосистеме. Deep-See оборудован камерами, сонарами, датчиками, устройствами для сбора проб воды и системой передачи данных в реальном времени.[43]

Мезобот

WHOI сотрудничает с Научно-исследовательский институт аквариума Монтерей-Бэй (MBARI), Стэнфордский университет и Техасский университет в долине Рио-Гранде для разработки небольшого автономного робота Mesobot весом около 75 кг.[2][46] Мезобот оснащен камерами высокой четкости для отслеживания и записи мезопелагических видов во время их ежедневной миграции в течение длительных периодов времени. Двигатели робота были спроектированы так, чтобы они не мешали жизни в мезопелагической зоне, за которой он наблюдает.[2] Традиционные устройства для сбора образцов не могут сохранить организмы, захваченные в мезопелагической зоне, из-за большого изменения давления, связанного с всплытием. У мезобота также есть уникальный механизм отбора проб, который позволяет поддерживать живые организмы во время всплытия. Ожидается, что первые морские испытания этого устройства состоятся в 2019 году.

Миньоны

Другой мезопелагический робот, разработанный WHOI, - это MINIONS. Это устройство спускается вниз по толщине воды и делает снимки количества и распределения по размеру морской снег на разной глубине. Эти крошечные частицы являются источником пищи для других организмов, поэтому важно отслеживать различные уровни морского снега, чтобы охарактеризовать процессы круговорота углерода между поверхностью океана и мезопелагией.[2]

SPLAT кулачок

В Гавань Филиала океанографического института разработал метод пространственного анализа планктона (SPLAT) для выявления и картирования моделей распределения биолюминесцентного планктона. Различные биолюминесцентные виды производят уникальную вспышку, которая позволяет SPLAT различать характеристики вспышки каждого вида и затем отображать их трехмерные модели распределения.[47] Его предполагаемое использование заключалось не в исследовании мезопелагической зоны, хотя оно способно отслеживать модели передвижения биолюминесцентных видов во время их вертикальных миграций. Было бы интересно применить эту технику картирования в мезопелагиали, чтобы получить больше информации о суточных вертикальных миграциях, которые происходят в этой зоне океана.

Рекомендации

  1. ^ а б c дель Джорджио, Пол А .; Дуарте, Карлос М.(28 ноября 2002 г.). «Дыхание в открытом океане». Природа. 420 (6914): 379–384. Bibcode:2002Натура.420..379D. Дои:10.1038 / природа01165. HDL:10261/89751. PMID  12459775. S2CID  4392859.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я «Мезопелагический: Золушка океанов». Экономист. Получено 2018-11-06.
  3. ^ Хакетт, Джон; Харрингтон, Шон, ред. (02.02.2018). Звери глубин. Издательство Джона Либби. Дои:10.2307 / j.ctt20krz85. ISBN  9780861969395.
  4. ^ а б c d е ж грамм Л., Талли, Линн Д. Эмери, Уильям Дж. Пикард, Джордж (2012). Описательная физическая океанография: введение. Академическая пресса. ISBN  9780750645522. OCLC  842833260.
  5. ^ "NOAA Ocean Explorer: Звуки в море 2001: диаграмма распространения звука под водой". oceanexplorer.noaa.gov. Получено 2018-11-18.
  6. ^ а б c «История канала ГНФАР - открытие звука в море». dosits.org. 2016-07-12. Получено 2018-11-27.
  7. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п Робинсон, Кэрол; Steinberg, Deborah K .; Андерсон, Томас Р .; Аристеги, Хавьер; Карлсон, Крейг А .; Фрост, Джессика Р .; Гильоне, Жан-Франсуа; Эрнандес-Леон, Сантьяго; Джексон, Джордж А .; Коппельманн, Рольф; Кегинер, Бернар; Рагено, Оливье; Расулзадеган, Ферейдун; Робисон, Брюс Х .; Тамбурини, Кристиан; Танака, Цунео; Вишнер, Карен Ф .; Чжан, Цзин (август 2010 г.). «Экология и биогеохимия мезопелагиали - синтез» (PDF). Deep Sea Research Part II: Актуальные исследования в океанографии. 57 (16): 1504–1518. Bibcode:2010DSRII..57.1504R. Дои:10.1016 / j.dsr2.2010.02.018.
  8. ^ а б c d Дэвисон, Питер С .; Козлоу, Дж. Энтони; Клозер, Руди Дж. (19 февраля 2015 г.). «Акустическая оценка биомассы мезопелагических рыб: обратное рассеяние от отдельных лиц, популяций и сообществ». Журнал морских наук ICES. 72 (5): 1413–1424. Дои:10.1093 / icesjms / fsv023. ISSN  1095-9289.
  9. ^ Хидака, Киётака; Кавагути, Коичи; Мураками, Масахиро; Такахаши, Мио (август 2001 г.). «Нисходящий перенос органического углерода посредством диких мигрирующих микронектонов в западной экваториальной части Тихого океана». Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 48 (8): 1923–1939. Дои:10.1016 / s0967-0637 (01) 00003-6. ISSN  0967-0637.
  10. ^ Ариза, А .; Garijo, J.C .; Landeira, J.M .; Bordes, F .; Эрнандес-Леон, С. (2015). «Мигрирующая биомасса и респираторный поток углерода от зоопланктона и микронектона в субтропическом северо-востоке Атлантического океана (Канарские острова)». Прогресс в океанографии. 134: 330–342. Bibcode:2015ПрОц.134..330А. Дои:10.1016 / j.pocean.2015.03.003. ISSN  0079-6611.
  11. ^ Фаулер, Скотт В.; Knauer, Джордж A (январь 1986). «Роль крупных частиц в переносе элементов и органических соединений через толщу воды океана». Прогресс в океанографии. 16 (3): 147–194. Bibcode:1986PrOce..16..147F. Дои:10.1016/0079-6611(86)90032-7. ISSN  0079-6611.
  12. ^ а б c Buesseler, Ken O .; Lamborg, Carl H .; Бойд, Филип У .; Лам, Фиби Дж .; Трулль, Томас У .; Бидигар, Роберт Р .; Бишоп, Джеймс К. Б.; Casciotti, Karen L .; Дехер, Франк (2007-04-27). «Возвращаясь к потоку углерода через сумеречную зону океана». Наука. 316 (5824): 567–570. Bibcode:2007Sci ... 316..567B. CiteSeerX  10.1.1.501.2668. Дои:10.1126 / science.1137959. ISSN  0036-8075. PMID  17463282. S2CID  8423647.
  13. ^ Сандерс, Ричард Дж .; Henson, Stephanie A .; Мартин, Адриан П .; Андерсон, Том Р .; Бернарделло, Рафаэле; Эндерлейн, Питер; Филдинг, Софи; Giering, Sarah L.C .; Хартманн, Мануэла (2016). «Контроль над внутренним хранением углерода в мезопелагической зоне океана (КОМИКС): полевые исследования, синтез и моделирование». Границы морских наук. 3. Дои:10.3389 / fmars.2016.00136. ISSN  2296-7745.
  14. ^ Рейнталер, Томас; ван Акен, Хендрик М .; Херндль, Герхард Дж. (15 августа 2010 г.). «Главный вклад автотрофии в микробный круговорот углерода в глубинах Северной Атлантики». Deep Sea Research Part II: Актуальные исследования в океанографии. 57 (16): 1572–1580. Bibcode:2010DSRII..57.1572R. Дои:10.1016 / j.dsr2.2010.02.023. ISSN  0967-0645.
  15. ^ а б c d е ж грамм час я j k Миллер, Чарльз Б. (2004). Биологическая океанография. Оксфорд, Великобритания: Blackwell Publishing. С. 232–245. ISBN  978-0-632-05536-4.
  16. ^ а б Хейс, Грэм С. (2003). «Обзор адаптивного значения и экосистемных последствий вертикальных миграций зоопланктона». Гидробиология. 503 (1–3): 163–170. Дои:10.1023 / b: hydr.0000008476.23617.b0. ISSN  0018-8158. S2CID  7738783.
  17. ^ а б Таонга, Министерство культуры и наследия Новой Зеландии Те Манату. «2. - Глубоководные существа - Энциклопедия Новой Зеландии Те Ара». Получено 2018-11-26.
  18. ^ а б c Ingalls, Anitra E .; Shah, Sunita R .; Hansman, Roberta L .; Aluwihare, Lihini I .; Santos, Guaciara M .; Druffel, Ellen R.M .; Пирсон, Энн (25 апреля 2006 г.). «Количественная оценка автотрофии сообщества архей в мезопелагическом океане с использованием природного радиоуглерода». Труды Национальной академии наук. 103 (17): 6442–6447. Дои:10.1073 / pnas.0510157103. ISSN  0027-8424. ЧВК  1564200. PMID  16614070.
  19. ^ Наук, Лаборатория океана Бигелоу. «Обнаружены темные океанические бактерии, играющие большую роль в улавливании углерода - Лаборатория наук об океане Бигелоу». www.bigelow.org. Получено 2018-11-26.
  20. ^ а б c Kaartvedt, Stein; Угланд, Карл I .; Klevjer, Thor A .; Рёстад, Андерс; Тительман, Жозефин; Сольберг, Ингрид (2015-06-11). «Социальное поведение мезопелагических медуз». Научные отчеты. 5 (1): 11310. Bibcode:2015НатСР ... 5113 10K. Дои:10.1038 / srep11310. ISSN  2045-2322. ЧВК  4464149. PMID  26065904.
  21. ^ Фрост, Джессика Р .; Денда, Аннеке; Фокс, Клайв Дж .; Jacoby, Charles A .; Коппельманн, Рольф; Нильсен, Мортен Хольтегаард; Янгблют, Марш Дж. (2011-10-12). «Распространение и трофические связи студенистого зоопланктона на банке Доггер в Северном море». Морская биология. 159 (2): 239–253. Дои:10.1007 / s00227-011-1803-7. ISSN  0025-3162. S2CID  85339091.
  22. ^ «Девяносто пять процентов мировой рыбы прячется в мезопелагиали». Получено 2018-11-26.
  23. ^ а б c d е ж грамм час Иоанна, св. А, Майкл; Борха, Ангел; Чуст, Гиллем; Хит, Майкл; Григоров, Иво; Мариани, Патрицио; Мартин, Адриан П .; Сантос, Рикардо С. (2016). «Темная дыра в нашем понимании морских экосистем и их услуг: перспективы мезопелагического сообщества». Границы морских наук. 3. Дои:10.3389 / fmars.2016.00031. ISSN  2296-7745.
  24. ^ Энциклопедия наук об океане: морская биология. Стил, Джон Х. (2-е изд.). Лондон: Academic Press. 2009 г. ISBN  9780123757241. OCLC  501069621.CS1 maint: другие (связь)
  25. ^ а б c «Посетители из сумеречной зоны океана». Получено 2018-11-28.
  26. ^ а б «Это изобретение помогает глубоководным рыбам выходить на поверхность». 2018-06-05. Получено 2018-11-27.
  27. ^ а б Козлоу, Дж. Энтони; Миллер, Эрик Ф .; Макгоуэн, Джон А. (2015-10-28). «Резкое сокращение численности прибрежных и океанических сообществ рыб у Калифорнии». Серия "Прогресс морской экологии". 538: 221–227. Bibcode:2015MEPS..538..221K. Дои:10,3354 / meps11444. ISSN  0171-8630.
  28. ^ Козар, Андрес; Эчеваррия, Фидель; Гонсалес-Гордилло, Х. Игнасио; Иригоэн, Ксабье; Убеда, Барбара; Эрнандес-Леон, Сантьяго; Пальма, Альваро Т .; Наварро, Сандра; Гарсиа-де-Ломас, Хуан (15.07.2014). «Пластиковый мусор в открытом океане». Труды Национальной академии наук. 111 (28): 10239–10244. Bibcode:2014PNAS..11110239C. Дои:10.1073 / pnas.1314705111. ISSN  0027-8424. ЧВК  4104848. PMID  24982135.
  29. ^ Коул, Мэтью; Линдеке, Пенни; Холсбэнд, Клаудиа; Галлоуэй, Тамара С. (01.12.2011). «Микропластики как загрязнители в морской среде: обзор». Бюллетень загрязнения морской среды. 62 (12): 2588–2597. Дои:10.1016 / j.marpolbul.2011.09.025. HDL:10871/19649. ISSN  0025-326X. PMID  22001295.
  30. ^ Коул, Мэтью; Линдеке, Пенни; Филман, Элейн; Холсбэнд, Клаудиа; Гудхед, Рис; Могер, Джулиан; Галлоуэй, Тамара С. (06.06.2013). «Проглатывание микропластика зоопланктоном» (PDF). Экологические науки и технологии. 47 (12): 6646–6655. Bibcode:2013EnST ... 47.6646C. Дои:10.1021 / es400663f. HDL:10871/19651. ISSN  0013-936X. PMID  23692270.
  31. ^ Дэвисон, Питер; Аш, Ребекка Г. (27.06.2011). «Заглатывание пластика мезопелагическими рыбами в субтропическом круговороте северной части Тихого океана». Серия "Прогресс морской экологии". 432: 173–180. Bibcode:2011MEPS..432..173D. Дои:10.3354 / meps09142. ISSN  0171-8630.
  32. ^ Wieczorek, Alina M .; Моррисон, Лиам; Croot, Peter L .; Оллкок, А. Луиза; Маклафлин, Эоин; Савар, Оливье; Браунлоу, Ханна; Дойл, Томас К. (2018). «Частота микропластика у мезопелагических рыб Северо-Западной Атлантики». Границы морских наук. 5. Дои:10.3389 / fmars.2018.00039. ISSN  2296-7745.
  33. ^ Monteiro, L.R .; Costa, V .; Фернесс, R.W .; Сантос, Р. (1997). «Концентрация ртути в хищных рыбах указывает на усиление биоаккумуляции в мезопелагической среде». Серия "Прогресс морской экологии". 5 (44): 21–25. Bibcode:1996МЕПС..141 ... 21М. Дои:10,3354 / meps141021. ISSN  0967-0653.
  34. ^ Петерсон, Сара Х .; Акерман, Джошуа Т .; Коста, Дэниел П. (07.07.2015). «Морская экология кормления влияет на биоаккумуляцию ртути в глубоководных северных морских слонах». Proc. R. Soc. B. 282 (1810): 20150710. Дои:10.1098 / rspb.2015.0710. ISSN  0962-8452. ЧВК  4590481. PMID  26085591.
  35. ^ а б Blum, Joel D .; Попп, Брайан Н .; Drazen, Jeffrey C .; Анела Чой, C .; Джонсон, Маркус В. (25 августа 2013 г.). «Производство метилртути ниже смешанного слоя в северной части Тихого океана». Природа Геонауки. 6 (10): 879–884. Bibcode:2013НатГе ... 6..879B. CiteSeerX  10.1.1.412.1568. Дои:10.1038 / ngeo1918. ISSN  1752-0894.
  36. ^ Сандерленд, Элси М .; Мейсон, Роберт П. (2007). «Влияние человека на концентрацию ртути в открытом океане». Глобальные биогеохимические циклы. 21 (4): н / д. Bibcode:2007GBioC..21.4022S. Дои:10.1029 / 2006gb002876. ISSN  0886-6236.
  37. ^ Нефф, Дж. М. (2002-04-16). Биоаккумуляция в морских организмах: влияние загрязняющих веществ из воды, добываемой из скважин. Эльзевир. ISBN  9780080527840.
  38. ^ «Сумеречная зона океана сталкивается с угрозой рыболовства». Океаны. Получено 2018-11-07.
  39. ^ Преллезо, Рауль (2019). «Изучение экономической жизнеспособности мезопелагического промысла в Бискайском заливе». Журнал морских наук ICES. 76 (3): 771–779. Дои:10.1093 / icesjms / fsy001.
  40. ^ Коидзуми, Киоко; Хирацука, Сейичи; Сайто, Хироаки (2014). «Липидные и жирные кислоты трех съедобных миктофид, Diaphus watasei, Diaphus suborbitalis и Benthosema pterotum: высокие уровни икосапентаеновой и докозагексаеновой кислот». Журнал Oleo Science. 63 (5): 461–470. Дои:10.5650 / jos.ess13224. ISSN  1345-8957. PMID  24717543.
  41. ^ а б c d Гордый, Роланд; Кокс, Мартин Дж .; Бриерли, Эндрю С. (2017). «Биогеография мезопелагиали Мирового океана». Текущая биология. 27 (1): 113–119. Дои:10.1016 / j.cub.2016.11.003. HDL:10023/12382. ISSN  0960-9822. PMID  28017608.
  42. ^ а б Костелло, Марк Дж .; Брейер, Шон (2017). «Глубины океана: мезопелагия и последствия глобального потепления». Текущая биология. 27 (1): R36 – R38. Дои:10.1016 / j.cub.2016.11.042. ISSN  0960-9822. PMID  28073022.
  43. ^ а б «Что обитает в сумеречной зоне океана? Новые технологии могут, наконец, сказать нам». Наука | AAAS. 2018-08-22. Получено 2018-11-16.
  44. ^ Дуарте, Карлос М. (28 января 2015 г.). "Мореходство в 21 веке: кругосветная экспедиция Маласпина 2010" (PDF). Бюллетень лимнологии и океанографии. 24 (1): 11–14. Дои:10.1002 / lob.10008. HDL:10754/347123. ISSN  1539-607X.
  45. ^ Иригоэн, Ксабье; Klevjer, T. A .; Røstad, A .; Martinez, U .; Boyra, G .; Acuña, J. L .; Bode, A .; Echevarria, F .; Гонсалес-Гордилло, Дж. И. (07.02.2014). «Биомасса и трофическая эффективность крупных мезопелагических рыб в открытом океане». Nature Communications. 5 (1): 3271. Bibcode:2014 НатКо ... 5,3271I. Дои:10.1038 / ncomms4271. ISSN  2041-1723. ЧВК  3926006. PMID  24509953.
  46. ^ «Мезобот». Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. Получено 2018-11-16.
  47. ^ Виддер, Э.А. (Октябрь 2002 г.). «SPLAT CAM: картографирование распределения планктона с биолюминесцентным уничтожением дорог». Oceans '02 MTS / IEEE. 3. IEEE. С. 1711–1715 т.3. Дои:10.1109 / океаны.2002.1191891. ISBN  978-0780375345. S2CID  106529723. Отсутствует или пусто | название = (помощь)

Смотрите также