研究表明脊椎动物如何塑造北海海底
世界海洋是无数生物的广阔栖息地，它们在海底定居、产卵、挖掘或进食。它们还影响海底的形状。这究竟是如何发生的几乎没有被调查过。
在一项跨学科研究中，基尔大学的地球科学家与生物学和海洋学的同事一起研究了北海海底的火山口状凹陷。他们能够证明这些与鼠海豚和沙鳗的栖息地直接相关，并首次为脊椎动物在塑造海底方面的重要性提供了结论性的解释。研究结果今天(12 月 19 日)发表在《通讯地球与环境》杂志上。
北海海底的沉积物中散布着数千个火山口状的凹陷，称为麻点。世界各地的海洋中可能有数百万只。根据普遍的科学认识，它们是由温室气体甲烷或地下水等流体排放形成的。如今，大多数麻点仍然让研究人员感到困惑，因为许多麻点无法用液体渗漏来解释。
“我们的研究结果首次表明，这些凹陷的发生与鼠海豚和沙鳗的栖息地和行为直接相关，而不是由上升的液体形成的，”当前研究的主要作者、地球科学家 Jens Schneider von Deimling 博士说。在基尔大学。“我们的高分辨率数据为北海海底数以万计的坑的形成提供了新的解释，我们预测潜在的机制在全球范围内发生，但迄今为止一直受到监督。”
在这项研究中，施奈德·冯·戴姆林 (Schneider von Deimling) 和来自阿尔弗雷德·韦格纳研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心 (AWI)、汉诺威兽医大学基金会 (TiHo) 以及瓦尔内明德莱布尼兹波罗的海研究所的研究人员 ( IOW)对黑尔戈兰岛附近北海的海底进行了厘米级的检查。他们还在分析中纳入了海豚等脊椎动物的行为。
脊椎动物在北海海底留下坑
研究小组怀疑，德国湾海底的大部分凹陷是海豚和其他动物为了寻找食物而形成的，然后被海底洋流冲走。沙鳗是一种像鳗鱼一样的小鱼，一年中大部分时间都埋在浅层沉积物中，在这一过程中发挥着关键作用。沙鳗不仅受到渔业的欢迎，而且也被江豚大量食用。
“通过对搁浅江豚胃内容物的分析，我们知道沙鳗是北海种群的重要食物来源，”TiHo 陆地和水生野生动物研究所 (ITAW) 的安妮塔·吉尔斯 (Anita Gilles) 博士说道。长期研究海洋哺乳动物的生物学。在他们的研究中，研究人员表明，海洋哺乳动物在寻找埋藏的沙鳗时会在海底留下坑。虽然这些坑很像我们熟悉的麻子，但要浅得多。
先进的多波束回声测深技术提供坑状况信息
近年来，在现代多波束回声测深技术的帮助下，凹坑的探测才成为可能，该技术在基尔大学进行了大量的教学和实践。施奈德·冯·戴姆林说：“我们所说的这些坑的形成机制可能也解释了全世界海底存在许多火山口状凹陷的原因，这些凹陷被误解为甲烷气体泄漏的结果。”
在北海，研究人员发现了 42,458 个形状神秘的浅坑，平均深度仅为 11 厘米，其形态与坑坑洼洼的圆锥形坑不同。
施奈德·冯·戴姆林 (Schneider von Deimling) 在基尔大学地球科学研究所和基尔海洋科学 (KMS) 优先研究领域的基尔海洋地球物理和水声学工作组工作，并且是德国水文学会 (DHyG) 的副主席。作为海底测绘、甲烷气体渗漏和海底麻点方面的专家，他从不相信德国湾的凹陷是由流体上升造成的。
“我们必须对形成提出一个替代假设。这使我们能够预测潜在的江豚进食地点在哪里，而这正是我们发现坑的地方——总是靠近沙鳗栖息地。我们现在进行广泛的多学科数据分析为我们的港口鼠海豚坑假说提供了结论性的解释。”
跨学科方法得出港湾鼠海豚坑假说
新发现的关键是采用跨学科方法，将地质研究、地球物理声纳测量、脊椎动物行为和摄食生物学、卫星评估和海洋学分析结合在一起。通过精确分析德国科考船收集的数百万条回声，研究人员能够找到不寻常的坑。
“使用特殊的回声探测方法，我们现在可以以厘米级精度测量海底，从而找到浅坑。我们还可以观察海底，例如看看是否存在游离的甲烷气体，”AWI 研究员 Jasper Hoffmann 博士解释道。 。
分析研究船在数千海里范围内收集的数据是一项艰巨的任务。“通过现代方法，可以在声学数据集中自动检测和表征此类结构，并在大数据集中自动分析，”该研究的合著者雅各布·吉尔森博士说。
从北海走向世界：影响深远的成果
研究小组目前认为，最初的进食坑是冲刷的核心，最终发展成更大的坑。这一发现也具有全球影响。海洋中脊椎动物对沉积物的冲刷可以在全球范围内调节海底并影响底栖生态系统。
仅在研究区域，坑就覆盖了海底的 9%。初步体积估计表明，1581 平方公里的区域内已沉积了 773,369 吨沉积物。这大约相当于 50 万辆汽车的重量。
施耐德·冯·戴姆林总结道：“我们的研究结果从地质和生物学角度具有深远的影响。它们可以帮助评估与近海领域可再生能源扩张相关的生态风险，从而改善海洋环境保护。”
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