Seep rece Cold seep
| Habitate marine |
|---|
|
O scurgere la rece (uneori numită ventilație la rece ) este o zonă a fundului oceanului în care are loc scurgeri de hidrogen sulfurat , metan și alte lichide bogate în hidrocarburi , adesea sub forma unui bazin de saramură . Frigul nu înseamnă că temperatura scurgerii este mai mică decât cea a apei de mare din jur. Dimpotrivă, temperatura sa este adesea puțin mai mare. „Frigul” este relativ la condițiile foarte calde (cel puțin 60 ° C sau 140 ° F) ale unei guri de aerisire hidrotermale . Filtrările reci constituie un biom care susține mai multe specii endemice .
Filtrările reci dezvoltă o topografie unică de-a lungul timpului, unde reacțiile dintre metan și apa de mare creează formațiuni de roci carbonatice și recife . Aceste reacții pot fi, de asemenea, dependente de activitatea bacteriană. Ikaitul , un carbonat de calciu hidrat, poate fi asociat cu metan oxidant la scurgeri reci.
Tipuri
Tipurile de infiltrații la rece se pot distinge în funcție de adâncime, precum filtrările de frig superficial și frunzele de frig adânc. Filtrările reci pot fi, de asemenea, distinse în detaliu, după cum urmează:
- petrolul / gazul se scurge
- se scurge gazul: se scurge metanul
- hidratul de gaz se scurge
- scurgerile de saramură se formează în bazinele de saramură
- marcaje
- vulcani noroiosi
Formarea și succesiunea ecologică
Filtrările reci apar peste fisurile de pe fundul mării cauzate de activitatea tectonică . Petrolul și metanul „se scurg” din acele fisuri, se difuzează prin sedimente și ies pe o suprafață de câteva sute de metri lățime.
Metan ( CH
4) este componenta principală a ceea ce denumim în mod obișnuit gaz natural . Dar, pe lângă faptul că este o sursă importantă de energie pentru oameni, metanul constituie și baza unui ecosistem de scurgere rece . Biota cu infiltrare rece sub 200 m (660 ft) prezintă de obicei o specializare sistematică mult mai mare și dependență de chimioterapie decât cele de la adâncimea raftului. Sedimentele care se scurge în adâncuri sunt foarte eterogene. Acestea susțin diferite procese geochimice și microbiene care se reflectă într-un mozaic complex de habitate locuite de un amestec de faună specializată ( heterotrofă și asociată cu simbionții) și de fond.
Comunități chimiosintetice
Cercetările biologice privind filtrările reci și orificiile hidrotermale s-au concentrat în cea mai mare parte pe microbiologie și pe macro-nevertebratele proeminente care prosperă pe microorganisme chemosintetice . S-au făcut mult mai puține cercetări asupra fracției bentice mai mici la dimensiunea meiofaunei (<1 mm).
Trecerea ordonată a compoziției comunitare de la un set de specii la altele se numește succesiune ecologică :
Primul tip de organism care profită de această sursă de energie din adâncime este bacteriile . Agregându-se în covorașe bacteriene la scurgeri reci, aceste bacterii metabolizează metan și hidrogen sulfurat (un alt gaz care iese din scurgeri) pentru energie. Acest proces de obținere a energiei din substanțe chimice este cunoscut sub numele de chemosinteză .
În această etapă inițială, când metanul este relativ abundent, se formează paturi dense de midii în apropierea scurgerii reci. Majoritatea compuse din specii din genul Bathymodiolus , aceste midii nu consumă direct alimente. În schimb, sunt hrăniți de bacterii simbiotice care produc, de asemenea, energie din metan, similar cu rudele lor care formează rogojini. Bivalvelii chimiosintetici sunt constituenți proeminenți ai faunei care se scurge la rece și sunt reprezentați în acel cadru de cinci familii: Solemyidae , Lucinidae , Vesicomyidae , Thyasiridae și Mytilidae .
Această activitate microbiană produce carbonat de calciu , care se depune pe fundul mării și formează un strat de rocă. Pe parcursul unei perioade care durează până la câteva decenii, aceste formațiuni de rocă atrag siboglinid tubeworms , care se matureze și cresc împreună cu midii. La fel ca midiile, viermii tubulari se bazează pe bacterii chemosintetice (în acest caz, un tip care are nevoie de hidrogen sulfurat în loc de metan) pentru supraviețuire. Fidel oricărei relații simbiotice, o vierme de țintă asigură, de asemenea, bacteriile lor prin însușirea hidrogenului sulfurat din mediu. Sulfura nu numai că provine din apă, dar este extrasă și din sediment printr-un sistem extins de „rădăcină” pe care un „tufiș” de vierme de tubărie îl stabilește în substratul dur, carbonat. Un tufiș de vierme poate conține sute de viermi individuali, care pot crește cu un metru sau mai mult deasupra sedimentului.
Filtrările reci nu durează la nesfârșit. Pe măsură ce rata de scurgere a gazelor scade încet, midiile cu viață mai scurtă, înfometate cu metan (sau mai exact, simbionții lor bacterieni înfometați de metan) încep să dispară. În acest stadiu, viermii tubulari devin organismul dominant într-o comunitate de infiltrare. Atâta timp cât există o anumită sulfură în sediment, viermii tuberi care extrag sulfurile pot persista. S-a estimat că indivizii unei specii de viermi tuberi Lamellibrachia luymesi trăiesc de peste 250 de ani în astfel de condiții.
Simbolic vestimentiferan tubeworm Lamellibrachia luymesi dintr-o scurgere rece la 550 m adâncime în Golful Mexic. În sedimentele din jurul bazei sunt covorașe bacteriene portocalii ale bacteriei oxidante cu sulfuri Beggiatoa spp. și cochilii goale de diferite scoici și melci, care sunt, de asemenea, locuitori obișnuiți ai filtrelor.
|
Viermi de țeavă , corali moi și midii chemosintetice la o scurgere situată la 3.000 m (9.800 ft) în jos pe Escarpa Florida. Eelpouts , un crab Galatheid și un crevet alvinocarid se hrănesc cu midii deteriorate în timpul unui exercițiu de prelevare.
|
Filtrul bentic
Organismele care trăiesc la scurgere rece au un impact mare asupra ciclului carbonului și asupra climei. Organismele chimiosintetice, în special organismele metanogene (care consumă metan), interzic metanului care se scurge de sub fundul mării să fie eliberat în apa de deasupra. Deoarece metanul este un gaz cu efect de seră atât de puternic, eliberarea de metan ar putea provoca încălzirea globală, așa cum se presupune în trecutul Pământului atunci când rezervoarele de hidrat de gaz se destabilizează. Consumul de metan de către viața aerobă și anaerobă a fundului mării este numit „filtrul bentic”. Prima parte a acestui filtru este bacteriile anaerobe și archaea de sub fundul mării care consumă metan prin oxidarea anaerobă a metanului (AOM). Dacă fluxul de metan care curge prin sediment este prea mare, iar bacteriile anaerobe și arheile consumă cantitatea maximă de metan, atunci excesul de metan este consumat de bacteriile aerobe libere sau simbiotice deasupra sedimentului de pe fundul mării. Bacteriile simbiotice au fost găsite în organisme precum viermii tubului și scoicile care trăiesc la scurgeri reci; aceste organisme furnizează oxigen bacteriilor aerobe, deoarece bacteriile furnizează energia pe care o obțin din consumul de metan.
Înțelegerea cât de eficient este filtrul bentonic poate ajuta la prezicerea cantității de metan care scapă de pe fundul mării la frig și se introduce în coloana de apă și, în cele din urmă, în atmosferă. Studiile au arătat că 50-90% din metan este consumat la infiltrarea rece cu covorașe bacteriene. Zonele cu paturi de scoici au mai puțin de 15% din metan. Eficiența este determinată de o serie de factori. Stratul bentonic este mai eficient cu un debit scăzut de metan, iar eficiența scade pe măsură ce fluxul de metan sau viteza de curgere crește. Cererea de oxigen pentru ecosistemele de scurgere la rece este mult mai mare decât alte ecosisteme bentice, deci dacă apa de jos nu are suficient oxigen, eficiența microbilor aerobi în eliminarea metanului este redusă. Filtrul bentonic nu poate afecta metanul care nu circulă prin sediment. Metanul poate ocoli filtrul bentonic dacă acestea se îndreaptă spre suprafață sau se deplasează prin fisuri și fisuri din sediment. Aceste organisme sunt singura chiuvetă biologică de metan din ocean.
Comparație cu alte comunități
Filtrările reci și orificiile hidrotermale ale oceanelor adânci sunt comunități care nu se bazează pe fotosinteză pentru producerea de alimente și energie. Aceste sisteme sunt conduse în mare parte de energie derivată chemosintetică . Ambele sisteme împărtășesc caracteristici comune, cum ar fi prezența compușilor chimici reduși ( H 2 S și hidrocarburați ), hipoxia locală sau chiar anoxia , o abundență și activitate metabolică ridicată a populațiilor bacteriene și producerea de materiale organice autohtone de către bacteriile chemoautotrofe . Atât orificiile hidrotermale, cât și filtrările reci prezintă în mod regulat niveluri crescute de biomasă metazoică în asociere cu o diversitate locală scăzută. Acest lucru se explică prin prezența agregărilor dense de specii de fundație și animale epizootice , care trăiesc în aceste agregări. Comparațiile la nivel comunitar arată că macrofauna de evacuare, infiltrare și cădere organică sunt foarte distincte în ceea ce privește compoziția la nivel de familie, deși împărtășesc mulți taxoni dominanți în rândul habitatelor extrem de sulfidice.
Cu toate acestea, orificiile hidrotermale și filtrările la rece diferă, de asemenea, în multe moduri. Comparativ cu scurgerile de frig mai stabile, orificiile de aerisire sunt caracterizate de temperaturi locale ridicate, temperaturi puternic fluctuante, concentrații de pH, sulfură și oxigen, adesea absența sedimentelor, o vârstă relativ mică și condiții adesea imprevizibile, cum ar fi epilarea cu ceară și diminuarea orificiului de aerisire. fluide sau erupții vulcanice. Spre deosebire de orificiile hidrotermale, care sunt medii volatile și efemere , scurgerile reci emit cu o viteză lentă și de încredere. Probabil din cauza temperaturilor și a stabilității mai reci, multe organisme cu infiltrare la rece au o viață mult mai lungă decât cele care locuiesc în orificiile de ventilare hidrotermale.
Sfârșitul comunității de scurgere rece
În cele din urmă, pe măsură ce scurgerile reci devin inactive, viermii tubulari încep și să dispară, deschizând calea coralilor pentru a se așeza pe substratul de carbonat acum expus. Coralii nu se bazează pe hidrocarburile care se scurg din fundul mării. Studiile asupra Lophelia pertusa sugerează că își derivă nutriția în primul rând din suprafața oceanului. Chemosinteza joacă doar un rol foarte mic, dacă există, în stabilirea și creșterea lor. În timp ce coralii de apă adâncă nu par să fie organisme bazate pe chimiosinteză, organismele chimiosintetice care vin înaintea lor permit existența coralilor. Această ipoteză despre stabilirea recifelor de corali de apă adâncă se numește teorie hidraulică.
Distribuție
Scurgerile reci au fost descoperite în 1983 de Charles Paull și colegii ei pe Escarpa Florida din Golful Mexic la o adâncime de 3.200 metri (10.500 ft). De atunci, scurgerile au fost descoperite în multe alte părți ale oceanelor lumii. Cele mai multe au fost grupate în cinci provincii biogeografice : Golful Mexicului, Atlanticul, Mediterana, Pacificul de Est și Pacificul de Vest, dar scurgerile reci sunt cunoscute și de sub platforma de gheață din Antarctica , Oceanul Arctic , Marea Nordului , Skagerrak , Kattegat , Golful California , Marea Roșie , Oceanul Indian, în largul sudului Australiei și în interiorul Mării Caspice . Odată cu descoperirea recentă a unei scurgeri de metan în Oceanul de Sud , scurgerile reci sunt acum cunoscute în toate oceanele majore. Filtrările reci sunt frecvente de-a lungul marginilor continentale în zone cu productivitate primară ridicată și activitate tectonică, unde deformarea crustală și compactarea determină emisiile de lichid bogat în metan. Rece , se scurge sunt distribuite inegal si ele apar cel mai frecvent în apropierea marginilor ocean de la intertidale la hadal adâncimi. În Chile, scurgerile reci sunt cunoscute din zona intertidală, în Kattegat, scurgerile de metan sunt cunoscute sub numele de "recife cu clocot" și sunt de obicei la adâncimi de 0-30 m (0-100 ft), iar în nordul Californiei pot fi găsite ca superficial ca 35-55 m (115-180 ft). Cele mai multe scurgeri reci sunt situate considerabil mai adânc, mult dincolo de capacitatea de scufundări obișnuite , iar cea mai profundă comunitate de scurgere cunoscută se găsește în tranșa Japoniei la o adâncime de 7.326 m (24.035 ft).
În plus față de scurgerile reci existente astăzi, rămășițele fosile ale sistemelor antice de scurgere au fost găsite în mai multe părți ale lumii. Unele dintre acestea sunt situate departe în interior, în locuri acoperite anterior de oceane preistorice .
În Golful Mexicului
Descoperiri
Comunitățile chemosintetice din Golful Mexic au fost studiate pe larg din anii 1990, iar comunitățile descoperite pentru prima dată pe versantul superior sunt probabil cele mai bine înțelese comunități de infiltrare din lume. Istoria descoperirii acestor animale remarcabile a avut loc din anii 1980. Fiecare descoperire majoră a fost neașteptată - de la primele comunități de ventilație hidrotermală de oriunde din lume până la primele comunități de scurgere la rece din Golful Mexicului.
Comunitățile au fost descoperite în Golful de Est al Mexicului în 1983 folosind submarinul DSV Alvin cu echipaj , în timpul unei croaziere care investiga fundul escarpamentului din Florida în zone cu infiltrare "rece" a saramurii, unde au descoperit pe neașteptate viermi tuberi și midii (Paull și colab., 1984). Două grupuri au descoperit fortuit comunități chemosintetice în Golful Central al Mexicului simultan în noiembrie 1984. În timpul investigațiilor efectuate de Universitatea Texas A&M pentru a determina efectele scurgerilor de petrol asupra ecologiei bentice (până la această investigație, se presupunea că toate efectele scurgerilor de petrol sunt dăunătoare), traulele de fund au recuperat în mod neașteptat colecții extinse de organisme chemosintetice, inclusiv viermi tubulari și scoici (Kennicutt și colab., 1985). În același timp, LGL Ecological Research Associates desfășura o croazieră de cercetare ca parte a studiului MMS multianual asupra Golfului Nordic al Mexicului pe versantul continental (Gallaway și colab., 1988). Fotografia de fund (prelucrată la bordul navei) a dus la imagini clare ale comunităților chemosintetice de scoici vesicomiide coincidență în același mod ca prima descoperire cu sania camerei din Pacific în 1977. Fotografie în timpul aceleiași croaziere LGL / MMS a documentat și comunități de viermi tub. in situ în Golful Central al Mexicului pentru prima dată (neprocesat până după croazieră; Boland, 1986) înainte de investigațiile submersibile inițiale și descrierile directe ale Bush Hill ( 27 ° 47′02 ″ N 91 ° 30′31 ″ W / 27,78389 ° N 91,50861 ° V ) în 1986 (Rosman și colab., 1987a; MacDonald și colab., 1989b). Situl a fost vizat de zonele acustice de „ștergere” sau de lipsa structurii substratului cauzată de scurgerea hidrocarburilor. Acest lucru a fost determinat folosind un sistem acustic de pinger în timpul aceleiași croaziere pe R / V Edwin Link (cel vechi, doar 113 ft (34 m)), care folosea unul dintre submersibilele Johnson Sea Link . Site - ul este caracterizat prin tubeworm și midii acumulări dense, precum și outcrops carbonați expuse cu numeroase gorgonian și Lophelia colonii de corali. Bush Hill a devenit unul dintre cele mai studiate situri chemosintetice din lume.
Distribuție
Există o relație clară între descoperirile cunoscute de hidrocarburi la adâncime mare în versantul Golfului și comunitățile chemosintetice, scurgerile de hidrocarburi și mineralele autentice , inclusiv carbonații de pe fundul mării (Sassen și colab., 1993a și b). În timp ce rezervoarele de hidrocarburi sunt zone largi la câțiva kilometri sub golf, comunitățile chemosintetice apar în zone izolate cu furnir subțire de sediment de doar câțiva metri grosime.
Panta nordică a Golfului Mexic include o secțiune stratigrafică mai mare de 10 km (6 mi) grosime și a fost profund influențată de mișcarea sării. Rocile sursă mezozoice din Jurasicul superior până în Cretacicul superior generează petrol în majoritatea câmpurilor de pantă ale Golfului (Sassen și colab., 1993a și b). Conductele de migrație furnizează materiale proaspete de hidrocarburi pe o scară verticală de 6-8 km (4-5 mi) spre suprafață. Expresiile de suprafață ale migrației hidrocarburilor sunt denumite filtrări. Dovezile geologice demonstrează că scurgerile de hidrocarburi și saramură persistă în zone spațiale discrete timp de mii de ani.
Scala de timp pentru migrația de petrol și gaze (combinația de flotabilitate și presiune) din sistemele sursă este pe scara de milioane de ani (Sassen, 1997). Infiltrarea din surse de hidrocarburi prin defecte către suprafață tinde să fie difuzată prin sedimentul suprapus, excluziunile de carbonat și depozitele de hidrat, astfel încât comunitățile corespunzătoare de infiltrare a hidrocarburilor tind să fie mai mari (câteva sute de metri lățime) decât comunitățile chemosintetice găsite în jurul orificiilor hidrotermale ale Pacificul de Est (MacDonald, 1992). Există diferențe mari în ceea ce privește concentrațiile de hidrocarburi la locurile de infiltrație. Roberts (2001) a prezentat un spectru de răspunsuri de așteptat într-o varietate de condiții de rată a fluxului, variind de la scurgeri foarte lente la aerisire rapidă. Siturile de infiltrare foarte lentă nu acceptă comunități chemosintetice complexe; mai degrabă, ele susțin de obicei doar covorașe microbiene simple ( Beggiatoa sp.).
În mediul de pantă superioară, substraturile dure rezultate din precipitațiile carbonatice pot avea comunități asociate de animale nonchemosintetice, inclusiv o varietate de cnidari sesili precum corali și anemoni de mare . La capătul fluxului rapid al spectrului, sedimentul fluidizat însoțește, în general, hidrocarburile și fluidele de formare care ajung la fundul mării. Rezultă vulcani de noroi și fluxuri de noroi . Undeva între aceste două elemente de capăt , există condițiile care au sprijin dens populate și diverse comunități de organisme chimiosintetice (rogojini microbiene, siboglinid viermi tub, bathymodioline midii, lucinid și vesycomyid scoici și organisme asociate). Aceste zone sunt frecvent asociate cu depozite de hidrat de gaz de la suprafață sau aproape de suprafață . De asemenea, au zone localizate de fundul mării litificate, în general carbonați autigenici, dar uneori sunt prezente minerale mai exotice, cum ar fi barita .
Natura răspândită a comunităților chemosintetice din Golful Mexic a fost documentată pentru prima dată în timpul investigațiilor contractate de către Grupul de cercetare geologică și de mediu (GERG) din Texas A&M University pentru Comitetul pentru operatori offshore (Brooks și colab., 1986). Acest sondaj rămâne cel mai răspândit și cuprinzător, deși numeroase comunități suplimentare au fost documentate de atunci. Explorarea industriei pentru rezervele de energie din Golful Mexic a documentat, de asemenea, numeroase comunități noi printr-o gamă largă de adâncimi, inclusiv cea mai profundă apariție cunoscută în Golful Central al Mexicului în Alaminos Canyon Block 818 la o adâncime de 2.750 m (9.022 ft). Apariția organismelor chemosintetice dependente de scurgerea hidrocarburilor a fost documentată la adâncimi de apă de până la 290 m (951 ft) (Roberts și colab., 1990) și până la 2.744 m (9.003 ft). Această gamă de adâncime plasează în mod specific comunități chemosintetice în regiunea de apă adâncă din Golful Mexic, care este definită ca adâncimi de apă mai mari de 305 m (1.000 ft).
Comunitățile chimiosintetice nu se găsesc pe platoul continental, deși apar în înregistrările fosile în apă mai mică de 200 m (656 ft). O teorie care explică acest lucru este că presiunea de pradație a variat substanțial în perioada de timp implicată (Callender și Powell 1999). Se știe că peste 50 de comunități există acum în 43 de blocuri de raft continental continental (OCS). Deși nu s-a făcut un sondaj sistematic pentru a identifica toate comunitățile chemosintetice din Golful Mexic, există dovezi care indică faptul că ar putea exista multe alte astfel de comunități. Limitele de adâncime ale descoperirilor reflectă probabil limitele explorării (lipsa submersibilelor capabile de adâncimi peste 1.000 m (3.281 ft)).
MacDonald și colab. (1993 și 1996) au analizat imagini de teledetecție din spațiu care dezvăluie prezența unor pete de petrol peste Golful Mexicului din centrul nordului. Rezultatele au confirmat scurgerile naturale extinse de ulei în Golful Mexic, în special la adâncimi mai mari de 1.000 m (3.281 ft). Au fost documentate un total de 58 de locații potențiale suplimentare în care sursele de pe fundul mării au fost capabile să producă pete de ulei perene (MacDonald și colab., 1996). Ratele estimate de infiltrare au variat de la 4 bbl / d (0,64 m 3 / d) la 70 bbl / d (11 m 3 / d) comparativ cu mai puțin de 0,1 bbl / d (0,016 m 3 / d) pentru descărcările navei (ambele normalizate pentru 1.000 mi 2 (640.000 ac)). Aceste dovezi măresc considerabil zona în care se pot aștepta comunități chemosintetice dependente de scurgerea hidrocarburilor.
Cele mai dense agregări de organisme chemosintetice au fost găsite la adâncimi de apă de aproximativ 500 m (1.640 ft) și mai adânci. Cea mai cunoscută dintre aceste comunități a fost numită Bush Hill de către anchetatorii care au descris-o pentru prima dată (MacDonald și colab., 1989b). Este o comunitate surprinzător de mare și densă de viermi tubi chemosintetici și midii la un loc de infiltrație naturală de petrol și gaze peste un diapir de sare din blocul Green Canyon 185. Situl de infiltrare este un mic colector care se ridică la aproximativ 40 m (131 ft) deasupra fundul mării înconjurător la o adâncime de aproximativ 580 m (1,903 ft).
Stabilitate
Conform lui Sassen (1997), rolul hidraților la comunitățile chemosintetice a fost mult subestimat. Modificarea biologică a hidraților de gaze înghețate a fost descoperită pentru prima dată în timpul studiului MMS intitulat „Stabilitate și schimbare în comunitățile chimiosintetice din Golful Mexic”. Se presupune (MacDonald, 1998b) că dinamica alterării hidraților ar putea juca un rol major ca mecanism de reglementare a eliberării gazelor de hidrocarburi pentru a alimenta procesele biogeochimice și, de asemenea, ar putea juca un rol substanțial în stabilitatea comunității. Se consideră că excursiile înregistrate la temperatura apei inferioare de câteva grade în unele zone, cum ar fi site-ul Bush Hill (4-5 ° C la 500 m adâncime) au ca rezultat disocierea hidraților, rezultând o creștere a gazului fluxuri (MacDonald și colab., 1994). Deși nu este la fel de distructiv ca vulcanismul în zonele de aerisire ale crestelor din mijlocul oceanului , dinamica formării și mișcării de hidrat superficial va afecta în mod clar animalele sesile care fac parte din bariera de infiltrare. Există potențialul unui eveniment catastrofal în care un întreg strat de hidrat superficial ar putea să se elibereze de fund și să afecteze considerabil comunitățile locale de faună chemosintetică. La adâncimi mai adânci (> 1.000 m,> 3.281 ft), temperatura apei de jos este mai rece (cu aproximativ 3 ° C) și suferă o fluctuație mai mică. Formarea unor hidrați mai stabili și probabil mai adânci influențează fluxul de gaze de hidrocarburi ușoare către suprafața sedimentului, influențând astfel morfologia suprafeței și caracteristicile comunităților chemosintetice. În cadrul comunităților complexe precum Bush Hill, petrolul pare mai puțin important decât se credea anterior (MacDonald, 1998b).
Prin studii tahonomice (asamblări de moarte de cochilii) și interpretarea compoziției de asamblare seep din nuclee, Powell și colab. (1998) au raportat că, în general, comunitățile de infiltrare au fost persistente pe perioade de 500-1.000 de ani și probabil pe tot parcursul Pleistocenului (<- dubios. Holocen ?). Unele situri au păstrat habitatul optim pe scări de timp geologice . Powell a raportat dovezi ale comunităților de midii și scoici care persistă în aceleași situri timp de 500-4.000 de ani. Powell a constatat, de asemenea, că atât compoziția speciilor, cât și nivelurile trofice ale comunităților de scurgeri de hidrocarburi tind să fie destul de constante în timp, cu variații temporale doar în abundență numerică. El a găsit puține cazuri în care tipul de comunitate sa schimbat (de la midii la comunități de scoici, de exemplu) sau a dispărut complet. Succesiunea faunistică nu a fost observată. În mod surprinzător, când recuperarea a avut loc după un eveniment distructiv trecut, aceeași specie chemosintetică a reocupat un sit. Au existat puține dovezi ale unor evenimente de înmormântare catastrofale, dar au fost găsite două cazuri în comunitățile de midii din Green Canyon Block 234. Cea mai notabilă observație raportată de Powell (1995) a fost unicitatea fiecărui sit comunitar chemosintetic.
Precipitația carbonatilor autigenici și a altor evenimente geologice va modifica, fără îndoială, modelele de infiltrare a suprafeței pe perioade de mulți ani, deși prin observare directă, nu s-au observat modificări ale distribuției sau compoziției faunei chemosintetice în șapte situri separate de studiu (MacDonald și colab., 1995). O perioadă puțin mai lungă (19 ani) poate fi menționată în cazul Bush Hill, prima comunitate din Golful Central al Mexicului descrisă in situ în 1986. Nu au fost observate pierderi în masă sau schimbări pe scară largă în compoziția faunistică (cu cu excepția colecțiilor în scopuri științifice) de-a lungul istoriei de 19 ani a cercetărilor de pe acest site.
Toate comunitățile chemosintetice sunt situate în adâncimi ale apei dincolo de efectul furtunilor severe, inclusiv uragane, și nu ar fi existat nicio modificare a acestor comunități cauzate de furtunile de la suprafață, inclusiv uragane .
Biologie
MacDonald și colab. (1990) a descris patru tipuri generale de comunitate. Acestea sunt comunități dominate de Vestimentiferan viermi tubulari ( Lamellibrachia cf barhami și Escarpia spp.), Mytilid midii (prelingă Mytilid Ia, Ib, și III, și altele), vesicomyid scoicile ( Vesicomya cordata și Calyptogena ponderosa ) și infaunal lucinid sau thyasirid scoicile ( Lucinoma sp. Sau Thyasira sp.). Covoarele bacteriene sunt prezente la toate site-urile vizitate până în prezent. Aceste grupuri faunistice tind să afișeze caracteristici distinctive în ceea ce privește modul în care se agregă, dimensiunea agregărilor, proprietățile geologice și chimice ale habitatelor în care apar și, într-o oarecare măsură, fauna heterotrofă care apare cu ele. Multe dintre speciile găsite în aceste comunități de scurgere rece din Golful Mexic sunt noi pentru știință și rămân nedescrise .
Viermi individuali cu tub lamellibranhid , cei mai lungi dintre cei doi taxoni găsiți la infiltrări pot atinge lungimi de 3 m (10 ft) și pot trăi sute de ani (Fisher și colab., 1997; Bergquist și colab., 2000). Ratele de creștere determinate de viermii tubulari marcați recuperați au fost variabile, variind de la o creștere de 13 indivizi măsurați un an la o creștere maximă de 9,6 cm / an (3,8 in / an) la un individ Lamellibrachia (MacDonald, 2002). Rata medie de creștere a fost de 2,19 cm / an (0,86 în / an) pentru speciile asemănătoare Escarpia și de 2,92 cm / an (1,15 în / an) pentru lamelibrachide. Acestea sunt rate de creștere mai lente decât cele ale rudelor lor de ventilație hidrotermală , dar indivizii Lamellibrachia pot atinge lungimi de 2-3 ori mai mari decât cele mai mari specii de ventilații hidrotermale cunoscute. Persoanele din Lamellibrachia sp. peste 3 m (10 ft) au fost colectate de mai multe ori, reprezentând vârste probabile de peste 400 de ani (Fisher, 1995). Depunerea de viermi tubular vestimentiferan nu este sezonieră, iar recrutarea este episodică.
Viermii tubulari sunt fie bărbați, fie femele. O descoperire recentă indică faptul că reproducerea Lamellibrachia femelă pare să fi produs o asociere unică cu marele bivalv Acesta bullisi , care trăiește permanent atașat de deschiderea tubului anterior al viermei și se hrănește cu eliberarea periodică a ouălor (Järnegren și colab., 2005). Această asociere strânsă între bivalvi și viermi tubulari a fost descoperită în 1984 (Boland, 1986), dar nu a fost pe deplin explicată. Practic, toți acești indivizi maturi se găsesc la femele, mai degrabă decât la masculi. Aceste dovezi și alte experimente ale lui Järnegren și colab. (2005) se pare că au rezolvat acest mister.
Au fost raportate rate de creștere a midiilor metanotrofe în zonele cu infiltrare rece (Fisher, 1995). Ratele generale de creștere s-au dovedit a fi relativ ridicate. Ratele de creștere a midiei adulte au fost similare cu midiile dintr-un mediu litoral la temperaturi similare. Fisher a constatat, de asemenea, că midiile juvenile care se scurg de hidrocarburi cresc inițial rapid, dar rata de creștere scade semnificativ la adulți; cresc foarte repede la dimensiunea reproductivă. Atât indivizii, cât și comunitățile par să trăiască foarte mult timp. Aceste midii dependente de metan au cerințe chimice stricte care le leagă de zonele cu cele mai active infiltrații din Golful Mexic. Ca urmare a ritmurilor lor rapide de creștere, recolonizarea midiei unui sit de infiltrare perturbat ar putea avea loc relativ rapid. Există unele dovezi că midiile au, de asemenea, o cerință de substrat dur și ar putea crește în număr dacă substratul adecvat este crescut pe fundul mării (Fisher, 1995). Două specii asociate se găsesc întotdeauna asociate cu paturile de midii - gastropodul Bathynerita naticoidea și un creveț mic Alvinocarid - sugerând că aceste specii endemice au capacități excelente de dispersie și pot tolera o gamă largă de condiții (MacDonald, 2002).
Spre deosebire de paturile de midii, paturile de scoici chemosintetice pot persista ca fenomen vizual de suprafață pentru o perioadă extinsă, fără aportul de noi indivizi vii, din cauza ratelor scăzute de dizolvare și a ratelor scăzute de sedimentare. Majoritatea paturilor de scoici investigate de Powell (1995) erau inactive. Persoanele vii au fost rar întâlnite. Powell a raportat că pe o perioadă de 50 de ani, disparițiile locale și recolonizarea ar trebui să fie treptate și extrem de rare. În contrast cu aceste paturi inactive, prima comunitate descoperită în Golful Central al Mexicului a constat în numeroase arici activi. Imaginile obținute ale acestei comunități au fost utilizate pentru a dezvolta rapoarte lungime / frecvență și vii / moarte, precum și modele spațiale (Rosman și colab., 1987a).
Extinse covorașe bacteriene ale trăiesc liber de bacterii sunt de asemenea evidente la toate site - urile de hidrocarburi se prelingă. Aceste bacterii pot concura cu fauna majoră pentru surse de energie sulfură și metan și, de asemenea, pot contribui substanțial la producția generală (MacDonald, 1998b). Covoarele albe, nepigmentate, s-au dovedit a fi o specie de bacterii autotrofe de sulf Beggiatoa , iar covorașele portocalii au un metabolism nonchemosintetic neidentificat (MacDonald, 1998b).
Speciile heterotrofe din locurile de infiltrare sunt un amestec de specii unice infiltrărilor (în special moluștele și nevertebratele crustacee ) și cele care sunt o componentă normală din mediul înconjurător. Carney (1993) a raportat pentru prima dată un potențial dezechilibru care ar putea apărea ca urmare a unei perturbări cronice. Datorită tiparelor de recrutare sporadice, prădătorii ar putea obține un avantaj, rezultând în exterminări în populațiile locale de albii de midii. Este clar că sistemele de infiltrare interacționează cu fauna de fundal, dar există dovezi contradictorii cu privire la ce măsură are loc prădarea directă a unor componente specifice comunității, cum ar fi viermii tubulari (MacDonald, 2002). Rezultatele mai surprinzătoare din această lucrare recentă sunt motivele pentru care speciile de fond nu utilizează producția de infiltrare mai mult decât pare a fi evidentă. De fapt, consumatorii asociați cu infiltrarea, cum ar fi crabii galatei și gastropodele nerite , aveau semnături izotopice, indicând faptul că dietele lor erau un amestec de infiltrare și producție de fond. În unele locuri, nevertebratele endemice cu infiltrare care s-ar fi așteptat să obțină mult dacă nu toată dieta lor din producția de infiltrații au consumat până la 50% din dietele lor din fundal.
În Oceanul Atlantic
BR - Blake Ridge diapir
BT -
tranșea Barbados SAU - sectoare Orenoque
EP - sectorul El Pilar
NIG - panta nigeriană
GUI - zona Guiness
REG - pockmark Regab.
Comunități rece- se infiltreze în vestul Oceanului Atlantic au fost , de asemenea , descrise de câteva scufundări pe vulcani noroiosi si cutelor diapire intre 1000 si 5000 m (3,300-16,400 ft) adâncime în Barbados zona prismei accretionary și de la Blake Ridge diapir de pe Carolina de Nord . Mai recent, au fost descoperite comunități de infiltrare în estul Atlanticului, pe un grup uriaș de pockmark din Golful Guineei, în apropierea canalului adânc al Congo , de asemenea, pe alte pockmarks din marja Congo, marja Gabon și marja Nigeria și în Golful Cádiz .
Apariția biotei chemosimbiotice în câmpurile extinse de vulcani de noroi din Golful Cádiz a fost raportată pentru prima dată în 2003. Bivalvele chemosimbiotice colectate din vulcanii de noroi din Golful Cadiz au fost revizuite în 2011.
Scurgerile reci sunt, de asemenea, cunoscute din Oceanul Atlantic de Nord, chiar și în Oceanul Arctic, în largul Canadei și Norvegiei .
S-au efectuat prelevări de probe faunistice de la 400 și 3.300 m (1.300-10.800 ft) în centura ecuatorială atlantică din Golful Mexic până în Golful Guineei, inclusiv prisma de acumulare din Barbados, diapirul Blake Ridge și în Atlanticul de Est din Congo. și marjele din Gabon și marja recent explorată a Nigeriei în timpul proiectului Census of Marine Life ChEss . Din cele 72 de taxoni identificați la nivel de specie, un total de 9 specii sau complexe de specii sunt identificate ca amphi-atlantice.
Centura ecuatorială a Atlanticului se separă de structura comunității megafaunei, fiind influențată în primul rând de adâncime, mai degrabă decât de distanța geografică. Speciile bivalve Bathymodiolinae (în cadrul Mytilidae ) sau complexele de specii sunt cele mai răspândite în Atlantic. De Bathymodiolus bumerang complex se gaseste pe site - ul escarpment Florida, The diapir Blake Ridge, prisma Barbados și site - ul Regab Congo. Complexul Bathymodiolus childressi este, de asemenea, distribuit pe scară largă de-a lungul centurii ecuatoriale atlantice de la Golful Mexic până la marginea nigeriană, deși nu în zonele de creastă Regab sau Blake. Polinoidul comensal , Branchipolynoe seepensis este cunoscut din Golful Mexic, Golful Guineei și Barbados. Alte specii cu distribuții care se extind de la estul la vestul Atlanticului sunt: gastropodul Cordesia provannoides , creveții Alvinocaris muricola , galateidele Munidopsis geyeri și Munidopsis livida și probabil holoturidul Chiridota heheva .
S-au găsit scurgeri reci și în ventilatorul adâncului Amazon . Profilele seismice de înaltă rezoluție din apropierea marginii raftului arată dovezi ale căderilor la suprafață și defectelor de 20–50 m (66–164 ft) în subsol și a concentrațiilor (aproximativ 500 m 2 sau 5.400 sq ft) de gaz metan. Mai multe studii (de exemplu, Amazon Shelf Study - AMASEDS , LEPLAC , REMAC , GLORIA, Ocean Drilling Program ) indică faptul că există dovezi ale scurgerii de gaze pe panta de pe ventilatorul Amazon pe baza incidenței reflexiilor care simulează fundul (BSR), a noroiului vulcani, urme de pock, gaze din sedimente și apariții mai profunde de hidrocarburi. Existența metanului la adâncimi relativ reduse și zone extinse de hidrați de gaze au fost cartografiate în această regiune. De asemenea, au fost raportate coșuri de gaz , iar puțurile exploratorii au descoperit acumulări de gaz subcomercial și urme de pock de-a lungul planurilor de avarie. O bună înțelegere geologică și geofizică a bazinului Foz do Amazonas este deja disponibilă și utilizată de companiile energetice.
Explorarea de noi zone, cum ar fi potențiale situri de infiltrare de pe coasta de est a SUA și ventilatorul laurentian, unde comunitățile chimiosintetice sunt cunoscute la mai mult de 3.500 m (11.500 ft), și site-urile mai puțin adânci din Golful Guineei trebuie studiate în viitor.
În Marea Mediterană
Primele dovezi biologice pentru medii reduse în Marea Mediterană a fost prezența Lucinidae și Vesicomyidae scoici bivalve tubulara pe partea de sus a Napoli noroi vulcan ( 33 ° 43'52 "N 24 ° 40'52" E / 33,73111 ° N 24,68111 ° E , „Napoli“ este numai un nume de munte submarin. Se localizează la sud de Creta), situat la 1.900 m adâncime pe creasta mediteraneană în zona de subducție a plăcii africane . Aceasta a fost urmată de descrierea unei noi specii de bivalve Lucinidae , Lucinoma kazani , asociată cu endosimbioniți bacterieni . În sud-estul Mediteranei, au fost găsite comunități de polichete și bivalvi asociate cu scurgeri reci și carbonați în apropierea Egiptului și a Fâșiei Gaza la adâncimi de 500-800 m, dar nu a fost colectată nicio faună vie. Primele observații in situ ale unor comunități chimio-sintetice vii în Marea Mediterană de Est au determinat cooperarea dintre biologi, geochimiști și geologi. În timpul scufundărilor submersibile , au fost observate comunități cuprinzând câmpuri mari de bivalvi mici (morți și vii), viermi tubogeni mari , izolați sau care formează agregări dense, bureți mari și faună endemică asociată, în diferite habitate de scurgere rece asociate cu cruste carbonatice la 1.700-2.000 m adâncime. Au fost explorate mai întâi două câmpuri de vulcani de noroi, unul de-a lungul creastei mediteraneene, unde majoritatea erau parțial (vulcani de noroi din Napoli, Milano) sau total (vulcanii de noroi din Urania, Maidstone) afectați de saramură , iar celălalt pe movilele Anaximander, la sud de Turcia. . Ultima zonă include vulcanul mare de noroi din Amsterdam , care este afectat de fluxurile de noroi recente și vulcanii mai mici de noroi Kazan sau Kula. Hidrații de gaz au fost prelevați la vulcanii de noroi din Amsterdam și Kazan, iar nivelurile ridicate de metan au fost înregistrate deasupra fundului mării. Mai multe provincii ale fanilor de mare adâncime ale Nilului au fost explorate recent. Acestea includ scurgerea de saramură foarte activă denumită calderea Menes din provincia de est între 2.500 m și 3.000 m, punctele de marcaj din zona centrală de-a lungul versanților mijlocii și inferiori și vulcanii de noroi din provincia de est, precum și unul din panta superioară centrală ( zona Alex Nord ) la 500 m adâncime.
În timpul acestor prime scufundări exploratorii, au fost prelevate și identificate taxoni purtători de simbionți, similari cu cei observați pe câmpurile de noroi Olimpi și Anaximander. Această similitudine nu este surprinzătoare, deoarece majoritatea acestor taxoni au fost descriși inițial din dragarea în ventilatorul Nilului. Până la cinci specii de bivalvi care adăpostesc simbionți bacterieni au colonizat aceste medii bogate în metan și sulfuri. O nouă specie de polihete Siboglinidae , Lamellibrachia anaximandri , viermele care colonizează frigul se scurge de pe creasta mediteraneană până la ventilatorul Nilului, tocmai a fost descrisă în 2010. Mai mult, studiul simbiozelor a relevat asocieri cu bacteriile chemoautotrofe , oxidanții de sulf din Vesicomyidae și bivalvi Lucinidae și viermi tubogeni Siboglinidae și au evidențiat diversitatea excepțională a bacteriilor care trăiesc în simbioză cu Mytilidae mici. Scurgerile mediteraneene par să reprezinte un habitat bogat caracterizat prin bogăția speciilor de megafaune (de exemplu, gastropode ) sau dimensiunea excepțională a unor specii, cum ar fi bureții ( Rhizaxinella pyrifera ) și crabi ( Chaceon mediterraneus ), comparativ cu omologii lor de fond. Acest lucru contrastează cu abundența și diversitatea scăzută a macro- și mega-faunei din adâncul mediteranean estic . Comunitățile seep din Mediterana care includ specii chemosintetice endemice și fauna asociată diferă de celelalte comunități seep cunoscute din lume la nivel de specie, dar și prin absența genurilor bivalve de dimensiuni mari Calyptogena sau Bathymodiolus . Izolarea Mediteranei se scurge de Oceanul Atlantic după criza messiniană a condus la dezvoltarea unor comunități unice, care sunt susceptibile să difere în compoziție și structură de cele din Oceanul Atlantic. Expedițiile ulterioare au implicat eșantionarea cantitativă a habitatelor în diferite zone, de la creasta mediteraneană până la estul Nilului. Scurgerile reci descoperite în Marea Marmara în 2008 au dezvăluit, de asemenea, comunități bazate pe chemosinteză, care au arătat o similitudine considerabilă cu fauna purtătoare de simbionte din scurgerile reci din estul Mediteranei.
În Oceanul Indian
În tranșeaua Makran , o zonă de subducție de-a lungul marginii nord-estice a Golfului Oman adiacentă coastei de sud-vest a Pakistanului și coastei de sud-est a Iranului , comprimarea unei pene de acumulare a dus la formarea de scurgeri reci și vulcani de noroi.
În Pacificul de Vest
Aluminiul nativ a fost raportat, de asemenea, în scurgeri reci în versantul continental nord- estic al Mării Chinei de Sud și Chen și colab. (2011) au propus o teorie a originii sale ca rezultat prin reducerea de la tetrahidroxoaluminat Al (OH) 4 - la aluminiu metalic de către bacterii .
Japonia
| Seep rece | |
| Aerisire hidrotermală | |
| Căderea balenelor |
|
Comunitățile de adâncime din jurul Japoniei sunt cercetate în principal de Agenția Japoneză pentru Știința și Tehnologia Marine-Pământ (JAMSTEC). DSV Shinkai 6500 , Kaikō și alte grupuri au descoperit multe site-uri.
Comunitățile de scurgere de metan din Japonia sunt distribuite de-a lungul zonelor de convergență a plăcilor datorită activității tectonice însoțitoare . Multe infiltrări au fost găsite în tranșeaua japoneză , canalul Nankai , canalul Ryukyu , golful Sagami și golful Suruga și marea Japoniei .
Membrii comunităților de filtrare rece sunt similare cu alte regiuni din punct de vedere al familiei sau genului, cum ar fi Polycheata; Lamellibrachia, Bivalavia; Solemyidae, Bathymodiolus în Mytilidae, Thyasiridae, Calyptogena în Vesicomyidae și așa mai departe. Multe dintre speciile care se scurg din frig în Japonia sunt endemice .
În Golful Kagoshima, există scurgeri de gaz metan numite „tagiri” (fierbere). Lamellibrachia satsuma trăiește acolo. Adâncimea acestui sit este de numai 80 m, care este cel mai puțin adânc punct de viață Siboglinidae. L. satsuma poate fi păstrat într-un acvariu pentru o perioadă lungă de timp în 1 atm. Două acvarii din Japonia păstrează și afișează L. satsuma . Se dezvoltă o metodă de observare pentru introducerea acestuia într-un tub transparent de vinil.
DSV Shinkai 6500 a descoperit comunități de scoici vesicomiide în sudul Mariana Forearc . Depind de metanul care provine din serpentin . Alte comunități chemosintetice ar depinde de substanța organică din crustă de origine hidrocarbură, dar aceste comunități depind de metanul provenit din substanțele anorganice din manta.
În 2011, a fost efectuat în jurul tranșei japoneze, care este epicentrul cutremurului Tōhoku . Există fisuri, infiltrări de metan și covorase bacteriene care au fost create probabil de cutremur.
Noua Zeelandă
În largul coastei continentale a Noii Zeelande , instabilitatea la marginea raftului este sporită în unele locații prin scurgeri reci de fluide bogate în metan, care susțin, de asemenea, faune chemosintetice și concrețiuni carbonatice. Animalele dominante sunt viermi tubulari ai familiei Siboglinidae și bivalvi ai familiilor Vesicomyidae și Mytilidae ( Bathymodiolus ). Multe dintre speciile sale par a fi endemice. Traulul de fund adânc a afectat grav comunitățile de scurgere la rece și ecosistemele respective sunt amenințate. Adâncimile până la 2.000 m, inclusiv scurgerile reci, aparțin complexității topografice și chimice a habitatelor încă neîncărcate. Scara descoperirii noilor specii în aceste ecosisteme slab studiate sau neexplorate este probabil să fie ridicată.
În Pacificul de Est
În adâncurile mari, proiectul COMARGE a studiat tiparele de biodiversitate de-a lungul și peste marja chiliană printr-o complexitate de ecosisteme, cum ar fi infiltrarea metanului și zonele minime de oxigen, raportând că o astfel de eterogenitate a habitatului poate influența tiparele de biodiversitate ale faunei locale. Fauna seep include bivalvele familiilor Lucinidae , Thyasiridae , Solemyidae ( Acharax sp.) Și Vesicomyidae ( Calyptogena gallardoi ) și polihete Lamellibrachia sp. și alte două specii de polichete. Mai mult, în aceste sedimente moi reduse sub zona minimă de oxigen de pe marginea chiliană, o comunitate microbiană diversă compusă dintr-o varietate de procariote mari (în principal „mega bacterii” filamentoase multicelulare din genurile Thioploca și Beggiatoa și din „macrobacterii” „incluzând o diversitate de fenotipuri), au fost găsite protiste (ciliate, flagelate și foraminifere), precum și mici metazoane (în principal nematode și polichete). Gallardo și colab. (2007) susțin că metabolismul chimolitotrofic probabil al majorității acestor mega- și macrobacterii oferă o explicație alternativă la descoperirile fosilelor , în special la cele din origini evidente non-litorale, sugerând că ipotezele tradiționale cu privire la originea cianobacteriană a unor fosile ar trebui să să fie revizuit.
Scurgerile reci ( marcaj ) sunt, de asemenea, cunoscute de la adâncimi de 130 m în strâmtoarea Hecate , Columbia Britanică , Canada. Fauna neevidentă (de asemenea, evidentă pentru scurgerile reci) a fost găsită acolo cu aceste specii dominante: melcul de mare Fusitriton oregonensis , anemona Metridium giganteum , bureții încrustabili și bivalvul Solemya reidi .
Frigul se scurge cu comunități chemosintetice de-a lungul coastei Pacificului SUA se întâmplă în Monterey Canyon , chiar lângă Golful Monterey , California, pe un vulcan de noroi . Au fost găsite, de exemplu , Calyptogena scoici Calyptogena kilmeri și Calyptogena Pacifica și foraminiferan biformis Spiroplectammina .
În plus, scurgerile au fost descoperite în largul sudului Californiei în interiorul California Borderlands, de-a lungul mai multor sisteme de defecte, inclusiv defectul San Clemente, defectul San Pedro și defectul San Diego Trough. Fluxul de fluid la infiltrațiile de-a lungul defectelor de la San Pedro și San Diego apare controlat de coturi de reținere localizate în defecte.
În Antarctica
Prima scurgere la rece a fost raportată din Oceanul Sudic în 2005. Cele relativ puține investigații efectuate în marea adâncă a Antarcticii au arătat prezența habitatelor de adâncime, inclusiv orificii hidrotermale , scurgeri reci și vulcani de noroi . În afară de croazierele Antarctic Benthic Deep-Sea Biodiversity Project (ANDEEP), s-a făcut puțină muncă în marea adâncă. Există mai multe specii care așteaptă să fie descrise.
Detectare
Cu o experiență continuă, în special pe versantul continental superior din Golful Mexicului, predicția cu succes a prezenței comunităților de viermi tuberi continuă să se îmbunătățească, cu toate acestea comunitățile chemosintetice nu pot fi detectate în mod fiabil direct folosind tehnici geofizice . Filtrările de hidrocarburi care permit comunităților chemosintetice să modifice caracteristicile geologice în moduri care pot fi detectate de la distanță, dar intervalele de timp ale infiltrațiilor active care apar simultan și prezența comunităților vii sunt întotdeauna incerte. Aceste modificări cunoscute ale sedimentelor includ (1) precipitarea carbonatului autigen sub formă de micronoduli , noduli sau mase de rocă; (2) formarea hidraților de gaz ; (3) modificarea compoziției sedimentelor prin concentrarea resturilor de organe chemosintetice dure (cum ar fi fragmente și straturi de coajă); (4) formarea de bule sau hidrocarburi de gaze interstițiale; și (5) formarea depresiunilor sau marcajelor prin expulzarea gazelor. Aceste caracteristici dau naștere la efecte acustice, cum ar fi zone de ștergere (fără ecouri), funduri dure (ecouri puternic reflectante), pete luminoase (straturi îmbunătățite de reflexie) sau straturi reverberante (Behrens, 1988; Roberts și Neurauter, 1990). Locațiile „potențiale” pentru majoritatea tipurilor de comunități pot fi determinate prin interpretarea atentă a acestor modificări geofizice, dar până în prezent, procesul rămâne imperfect, iar confirmarea comunităților vii necesită tehnici vizuale directe.
Înregistrări fosilizate
Depozitele de scurgere la rece se găsesc în întreaga înregistrare a rocilor fanerozoice, în special în Mesozoic târziu și cenozoic (vezi de exemplu Kaim și colab., 2008; Conti și colab., 2017). Aceste scurgeri de fosile reci sunt caracterizate de topografie asemănătoare movilei (acolo unde se păstrează), carbonați cristalini grosolan și moluște și brahiopode abundente .
Impactul asupra mediului
Amenințările majore cu care se confruntă astăzi ecosistemele cu frig și comunitățile lor sunt deșeurile de pe fundul mării, contaminanții chimici și schimbările climatice. Deșeurile de pe fundul mării modifică habitatul, oferind substrat dur acolo unde nu era disponibil înainte sau suprapunând sedimentul, inhibând schimbul de gaze și interferând cu organismele de pe fundul mării. Studiile asupra deșeurilor marine din Marea Mediterană includ cercetări ale resturilor de pe fundul mării pe platoul continental, panta și câmpia batială. În majoritatea studiilor, articolele din plastic au reprezentat o mare parte din resturi, uneori până la 90% sau mai mult din total, datorită utilizării lor omniprezente și degradabilității slabe.
Armele și bombele au fost, de asemenea, aruncate pe mare și aruncarea lor în ape deschise contribuie la contaminarea fundului mării. O altă amenințare majoră pentru fauna bentonică este prezența uneltelor de pescuit pierdute, cum ar fi plasele și paragatele, care contribuie la pescuitul fantomă și pot deteriora ecosistemele fragile, cum ar fi coralii cu apă rece.
Contaminanți chimici, cum ar fi poluanți organici persistenți , metale toxice (de exemplu, Hg, Cd, Pb, Ni), compuși radioactivi, pesticide, erbicide și produse farmaceutice se acumulează, de asemenea, în sedimentele de adâncime. Topografia (de exemplu, prezența canioanelor) și hidrografia (de exemplu, evenimentele în cascadă) joacă un rol major în transportul și acumularea acestor substanțe chimice de pe coastă și raft până la bazinele adânci, afectând fauna locală. Studii recente au detectat prezența unor niveluri semnificative de dioxine în creveții comerciali Aristeus antennatus și niveluri semnificative de poluanți organici persistenți în cefalopodele mezopelagice și batipelagice
Procesele climatice și schimbările climatice vor afecta frecvența și intensitatea cascadării, cu efecte necunoscute asupra faunei bentice. Un alt efect potențial al schimbărilor climatice este legat de transportul energiei de la apele de suprafață la fundul mării. Producția primară se va schimba în straturile de suprafață în funcție de expunerea la soare, temperatura apei, stratificarea majoră a maselor de apă, de exemplu și acest lucru va afecta lanțul alimentar până la fundul adânc al mării, care va fi supus diferențelor de cantitate, calitate și calendar a aportului de materie organică. Pe măsură ce pescuitul comercial se deplasează în ape mai adânci, toate aceste efecte vor afecta comunitățile și populațiile de organisme din frunzele reci și adâncurile în general.
Vezi si
Referințe
Acest articol încorporează o lucrare de domeniu public a guvernului Statelor Unite din referințe și CC-BY-2.5 din referințe și text CC-BY-3.0 din referință
Lecturi suplimentare
- Bright, M .; Prune, C .; Riavitz, LA; Nikolov, N .; Martínez Arbizu, P .; Cordes, EE; Gollner, S. (2010). „Meiobentosul metazoan epizooic asociat cu viermi de tubi și agregări de midii din scurgerile reci din Golful de Nord al Mexicului” . Partea II de cercetare în adâncime: Studii de actualitate în oceanografie . 57 (21–23): 1982–1989. Bibcode : 2010DSRII..57.1982B . doi : 10.1016 / j.dsr2.2010.05.003 . PMC 2995211 . PMID 21264038 .
- Germană, CR; Ramirez-Llodra, E .; Baker, MC; Tyler, PA; CHESS Comitetul științific director (2011). „Cercetarea ecosistemelor chimiosintetice în apele adânci în deceniul recensământului vieții marine și dincolo: o hartă rutieră propusă pentru oceanul adânc” . PLOS ONE . 6 (8): e23259. Cod Bib : 2011PLoSO ... 623259G . doi : 10.1371 / journal.pone.0023259 . PMC 3150416 . PMID 21829722 .
- Lloyd, KG; Albert, DB; Biddle, JF; Chanton, JP; Pizarro, O .; Teske, A. (2010). "Structura spațială și activitatea comunităților microbiene sedimentare care stau la baza unei Beggiatoa spp. Mat într-o scurgere de hidrocarburi din Golful Mexic" . PLOS ONE . 5 (1): e8738. Bibcode : 2010PLoSO ... 5.8738L . doi : 10.1371 / journal.pone.0008738 . PMC 2806916 . PMID 20090951 .
- Metaxas, A .; Kelly, NE (2010). "Variază aprovizionarea și recrutarea larvelor între mediile chimiosintetice ale adâncurilor?" . PLOS ONE . 5 (7): e11646. Cod Bib : 2010PLoSO ... 511646M . doi : 10.1371 / journal.pone.0011646 . PMC 2906503 . PMID 20657831 .
- Rodríguez, E .; Daly, M. (2010). „Relații filogenetice între anemonele marine de adâncime și chimiosintetice: Actinoscyphiidae și Actinostolidae (Actiniaria: Mesomyaria)” . PLOS ONE . 5 (6): e10958. Cod Bib : 2010PLoSO ... 510958R . doi : 10.1371 / journal.pone.0010958 . PMC 2881040 . PMID 20532040 .
- Sibuet, M .; Olu, K. (1998). "Biogeografia, biodiversitatea și dependența fluidă a comunităților de adâncime care se scurg la rece la margini active și pasive". Partea II de cercetare în adâncime: Studii de actualitate în oceanografie . 45 (1-3): 517-567. Cod Bib : 1998DSRII..45..517S . doi : 10.1016 / S0967-0645 (97) 00074-X .
- Vinn, O .; Hryniewicz, K; Mic, CTS; Nakrem, HA (2014). „O faună boreală serpulidă din sedimentele de raft volgino-riazazian (cel mai recent jurasic-cel mai vechi cretacic) și hidrocarburile se scurge din Svalbard” . Geodiversitas . 36 (4): 527-540. doi : 10.5252 / g2014n4a2 . S2CID 129587761 . Accesat la 9 ianuarie 2014 .
- Vinn, O .; Kupriyanova, EK; Kiel, S. (2013). „Serpulidele (Annelida, Polychaeta) la nivelul Cretacicului până la scurgerile moderne de hidrocarburi: modele ecologice și evolutive” . Paleogeografie, Paleoclimatologie, Paleoecologie . 390 : 35–41. Cod Bib : 2013PPP ... 390 ... 35V . doi : 10.1016 / j.palaeo.2012.08.003 . Accesat la 9 ianuarie 2014 .