汤加火山喷发将深海生物埋入火山灰中

2022 年洪加火山爆发时，火山灰“消灭”了生活在海底的缓慢移动的物种。更多的移动物种能够将其从危险中逃脱。

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2022 年 4 月，一组科学家在汤加附近劳盆地的一艘研究船上研究生活在深海热液喷口周围的动物。但当他们将遥控潜水器（ROV）降低到通风口寻找生物时，他们发现海底（通常是坚硬的玄武岩表面）覆盖着沉积物。他们几乎看不到蜗牛和贻贝。

“这就像一片白雪覆盖的风景，”参加这次探险的罗德岛大学海洋微生物生态学家罗克珊·贝纳特 (Roxanne Beinart) 说。

贝纳特和她的同事怀疑他们看到的是 2022 年 1 月洪加火山喷发的火山灰层，这是有记录以来最猛烈的喷发之一。火山灰彻底改变了生态系统，杀死了脆弱的软体动物。

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该小组认识到，他们现在有一个难得的机会来记录火山喷发对海洋生态系统的影响。他们在《Communications Earth and Environment》中发表了初步发现，并打算随着时间的推移跟踪这些生态系统的恢复情况。

伊索贝尔·杨 (Isobel Yeo) 表示：“这是一个真正的机会来了解和研究大规模喷发的影响，我们可以了解发生了什么，了解过程，了解所涉及的时间尺度，并了解对海底的影响。”英国国家海洋学中心的一位火山学家没有参与这项研究。

一场火山灰崩塌

在 24 天的时间里，科学家们使用 ROV 调查了六个热液喷口区域并采集了沉积物样本。这项研究的合著者、西华盛顿大学海洋生态学家肖恩·阿雷拉诺 (Shawn Arellano) 说，在船上的显微镜下，“你可以很快、轻松地看到它充满了玻璃”。细小的玻璃颗粒是火山灰的一个显着特征。

为了了解火山灰有多深，该小组使用一根长的 T 形金属棒临时制作了一把尺子，ROV 的爪臂可以握住该金属棒，并每隔 7.6 厘米（3 英寸）添加一个彩色标记。他们发现最靠近火山的地点火山灰深达 1.5 米（5 英尺）。即使在 96 公里（60 英里）之外，一处地点的火山灰仍然深近 0.5 米（2 英尺）。

火山喷发后，火山灰很可能从天而降并沉入水中。研究人员认为，当它降落并沿着火山被淹没的山坡流下时，它会吸收沉积物并变得更稠密，从而使其速度加快，就像陆地上的雪崩一样。 国家海洋学中心的海洋地球科学家迈克·克莱尔（Mike Clare）没有参与这项研究，他说，这股水流能够“呼啸着进入深海”。

火山灰必须穿过起伏的地形才能到达热液喷口——这证明了水流的强大。克莱尔说：“这项研究的一个令人惊讶的地方是，尽管海底地形不规则，但水流仍然能够克服这个距离。”

活埋

所有这些火山灰对海洋生态系统都有很大影响。

科学家们知道有一支探险队在 2019 年访问过相同的热液喷口地点，因此他们将该探险队的镜头与 ROV 的镜头进行了比较。对比非常鲜明。一些动物，如龙虾和螃蟹，在他们的视频中爬行，它们的种群没有受到火山灰的影响，但他们来研究的蜗牛和贻贝，其中许多是濒临灭绝或脆弱的物种，受到了打击。 “这些人口遭到大量屠杀，”贝纳特说。

贝纳特和她的同事怀疑软体动物受到的影响最大，部分原因是它们的活动能力较差。阿雷利亚诺说，例如，贻贝会延伸出附着在坚硬表面上的坚固纤维，这样它们就可以“像蜘蛛侠一样拉动自己”。这些生物体的新陈代谢还需要与细菌的共生关系，而这种关系需要大量的氧气。当火山灰落在这些动物身上时，它们对氧气的需求超过了它们从火山灰下逃脱的能力，因此它们窒息而死。

研究人员将于 2026 年返回该地区，追踪热液喷口地点的变化。贝纳特说：“我们致力于了解这些系统的恢复情况以及它们如何应对的动态。”

克莱尔指出，科学家从其他有火山活动的地区得知，这个生态系统将会恢复，但恢复的速度和结果尚不清楚。他说：“虽然这项研究确实有价值且有用，但我怀疑，随着我们开始重新审视并观察海底的变化，它作为基线的价值将在未来十年内变得明显。”

本文最初发表于Eos.org。阅读原始文章原始文章。