miksi ocean twilight zone on tärkeä?

ocean twilight zone tarjoaa tärkeitä ekosysteemipalveluita, muun muassa tukemalla valtamerten ravintoverkkoja ja kaupallista kalastusta sekä siirtämällä hiilidioksidia syvänmereen.

miten Hämärän rajamailla tuetaan valtamerten ravintoverkkoja?

elämän runsaus Hämärän rajamailla tukee monimutkaista ruokaverkostoa, jolla on yhteyksiä sekä syvään valtamereen että pintaan. Kuolleet eläimet ja meren ”lumi” —möhkäleet kuollut plankton, bakteerit, ulosteen pelletit, ja muut hiukkaset runsaasti orgaanista hiiltä-nielu pintavesistä läpi hämärän vyöhyke syvään valtamereen, joka tarjoaa ruokaa hämärän alueen eläimiä. Jotkut hämärän vyöhykkeen asukkaat siirtyvät joka yö maanpinnalle ruokailemaan, minkä jälkeen he palaavat päivisin syvempiin vesiin. Sitä vastoin satelliittimerkinnät ovat paljastaneet, että valaat, tonnikalat, miekkakalat, hait ja muut huippupedot sukeltavat syvälle hämärän rajamaille syömään. Koska ihmiset arvostavat näitä petoeläimiä niiden ekologisten, kaupallisten ja ravitsemuksellisten etujen vuoksi, olemme riippuvaisia myös hämärän rajamaista.

miten Hämärän rajamailla auttaa pitämään hiilidioksidin poissa ilmakehästä?

valtameri absorboi noin neljänneksen ihmisen toiminnan ilmakehään päästämästä hiilidioksidista. Hämärän rajamailla on tärkeä rooli hiilen siirtämisessä pintavedestä syvään valtamereen estäen sitä palaamasta ilmaan lämpöä sitovana kasvihuonekaasuna. Monivaiheista prosessia kutsutaan usein meren ” biologiseksi pumpuksi.”Pintavesissä, joissa on paljon valoa, pienet kasvinkaltaiset eliöt, joita kutsutaan kasviplanktoniksi, käyttävät auringon energiaa muuttaakseen hiilidioksidin energiaksi ja aineeksi, jonka avulla ne voivat kasvaa. Kasviplanktonista puolestaan tulee eläinplanktonina tunnettujen Pieneläinten ravintoa, jota kalat ja muut eläimet sitten syövät.

osa pintavesien hiilestä tulee osaksi eräänlaista merilumena tunnettua vedenalaista lumimyrskyä. Tuo ”lumi” koostuu kuitenkin kuolleen planktonin möhkäleistä, bakteereista, ulostepelleteistä ja muista orgaanista hiiltä sisältävistä hiukkasista, jotka tarjoavat ravintoa hämärän vyöhykkeen eläimille.

toinen nopea tie hiilen pääsemiseksi syvemmälle veteen on hämärän rajamailla elävien eläinten päivittäinen muutto, kun ne syövät lähellä pintaa yöllä ja tuovat sitten ravinnossaan olevan hiilen takaisin hämärän rajamaille päivällä.

noin 90 prosenttia hämärän rajamaille joutuvasta hiilestä jää sinne, mutta pieni osa siitä vajoaa syvälle mereen, kun eläimet kuolevat tai karkottavat hiilipitoisen ulosteen. Sinne päästyään se voi pysyä eristyksissä ilmakehästä satoja tai jopa tuhansia vuosia.

miksi hämärän rajamaastosta pitää saada lisätietoa mahdollisimman pian?

hämärän vyöhykkeen biologinen rikkaus tekee siitä potentiaalisen ravinnonlähteen kasvavan ihmispopulaation tukemiseksi—ja houkuttelevan tulevan kohteen intensiiviselle kaupalliselle kalastukselle.

pintavesiin vaeltavia hämärän vyöhykkeen eliöitä kerätään jo teollisessa mittakaavassa Norjan ja Japanin kaltaisten maiden kalastuslaivastoissa. Tehdasalukset imuroivat joka vuosi alati lisääntyvän määrän pieniä hämärän alueen äyriäisiä-kopepodeja ja krillejä. Osa sadosta menee suoraan ihmisravinnoksi tarkoitettuun kalatahnaan, mutta suurin osa jauhetaan kalajauhoksi vesiviljelyn laajentamiseksi tai jalostetaan käytettäväksi lemmikkieläinten ruoissa tai ”nutraceutical” – öljyissä.

avovesikalastus kaukana maalta on tällä hetkellä suurelta osin sääntelemätöntä, emmekä vielä tiedä tarpeeksi, jotta mahdollinen kalastuksen hyödyntäminen Hämärän rajamailla olisi kestävää. Tästä huolimatta maat kuten Norja ja Pakistan ovat jo myöntäneet lupia Hämärän rajamailla kalastamisen aloittamiseksi. Vuonna 2018 aloitettiin Yhdistyneiden Kansakuntien merioikeusyleissopimuksen mukainen työ meren biologisen monimuotoisuuden säilyttämisen ja kestävän käytön edistämiseksi kansallisen lainkäyttövallan ulkopuolella olevilla alueilla, mutta tähän mennessä on keskitytty parantamaan pintavesikalastuksen ja merenpohjan geenivarojen säilyttämistä, ei Hämärän rajamailla ja sen tärkeissä ekosysteemipalveluissa, joita ei tunneta hyvin.

Mitä Hämärän rajamailla vielä selviää?

liikakalastuksen vaikutusten välttämiseksi—kuten joidenkin rannikkokalastusten, kuten Luoteis—Atlantin turskan, kohdalla on jo tapahtunut-meidän on tiedettävä enemmän Hämärän rajamailla elävistä eläimistä ja niiden vuorovaikutuksesta. Tällaiset tiedot antaisivat päättäjille mahdollisuuden laatia säännöksiä Hämärän rajamailla elävien ekosysteemien ja niistä riippuvaisten pintavesilajien suojelemiseksi ja mahdollistaisivat mahdollisesti myös joidenkin Hämärän rajamailla elävien lajien kestävän sadon. Vielä vastaamatta ovat muun muassa seuraavat kysymykset:

• biomassa ja biodiversiteetti: mitä lajeja on ja missä määrin?
• Life histories and behaviors: How long do twilight-zone organisms live? Kuinka nopeasti ne kasvavat? Missä iässä ne lisääntyvät?
• Ravintoverkko: missä määrin suuret valtameripedot, kuten valaat ja tonnikalat, ovat riippuvaisia hämärän vyöhykkeen eliöistä ravinnonlähteenään?
• Global carbon cycle: How much carbon do twilight-zone animals transfer to the deep ocean by their daily migration? Kuinka paljon hiilinieluja hämärän rajamailta syvempiin vesiin meren lumessa ja muissa muodoissa?

miksemme tiedä lisää Hämärän rajamailla?

tutkijat ovat jo saaneet jonkin verran tietoa hämärän rajamailta akustisen kuvantamisen, verkkojen ja vedenalaisten avulla. Mutta toisin kuin pintameri, johon pääsee laivalla ja jota voidaan kuvata etänä, hämärän rajamaata ei ole helppo tutkia aluspohjaisella kaikuluotaimella eikä sitä voi kuvata satelliittitekniikalla. Se kattaa laajan alueen, joka ulottuu ympäri maapalloa,ja muuttuu nopeasti veden ja eläinten liikkuessa. Hämärän rajamailla elävät eliöt jakautuvat epätasaisesti ja ovat usein hyviä välttämään laivojen verkkoja tai vedenalaisten ajoneuvojen kameroita. Hämärän rajamailla elävien lukuisten hyytelömäisten eliöiden, kuten meduusojen, salpojen ja siphonoforeiden, tutkiminen on erityisen vaikeaa, koska ne hajoavat yleensä verkkoihin ja vaativat erityisvalaistusta voidakseen kuvata tai kuvata.

what ’ s next for twilight-zone exploration and discovery?

vuonna 2018 WHOI käynnisti kunnianhimoisen mission tutkia ja ymmärtää ocean twilight Zonea, jonka alustava rahoitus oli 35 miljoonaa dollaria Audacious-projektista. Hankkeessa hyödynnetään tutkijoiden ja insinöörien muodostaman ryhmän asiantuntemusta, jossa yhdistyvät tutkimus, uudet teknologiat ja laaja julkinen osallistuminen.

WHOI-insinöörit kehittävät uusia alustoja ja ajoneuvoja, jotka parantavat tutkijoiden kykyä tutkia tätä haastavaa valtameren aluetta. Ne sisältävät uusinta akustiikkaa hämärän alueen eläinten havaitsemiseksi, korkean resoluution kamerajärjestelmiä niiden käyttäytymisen tarkkailemiseksi, antureita ympäristöolosuhteiden mittaamiseksi ja näytteenottolaitteita pieneliöiden ja veden keräämiseksi analyysia varten. Tutkijat käyttävät myös geenitekniikoita ja satelliittilappuja tunnistaakseen biologisia kriisipesäkkeitä ja ymmärtääkseen paremmin hämärän vyöhykkeen ravintoverkkoja.

yhdistämällä nämä ja muut uudet teknologiat perinteisempiin menetelmiin, kuten laivalla käytettäviin kaikuluotaimiin ja verkkohävittäjiin, whoi: n tiedemiehet ja insinöörit toivovat edistävänsä nopeasti ymmärrystämme hämärän rajamaista ja siinä elävistä eläimistä.