海洋學(xué)家制作了整個(gè)鱈魚海灘的第一張圖片

在大多數(shù)情況下，成熟的大西洋鱈魚是一種孤獨(dú)的生物，它大部分時(shí)間都遠(yuǎn)離海洋表面，以堅(jiān)硬的魚類、魷魚、螃蟹、蝦和龍蝦為食——除非是產(chǎn)卵季節(jié)，此時(shí)魚類會(huì)成群結(jié)隊(duì)地前往數(shù)百萬(wàn)個(gè)淺灘，這些淺灘彼此形成巨大的淺灘，類似于海洋中瘋狂而繁榮的島嶼。

這些大規(guī)模的產(chǎn)卵魚群可能會(huì)為整個(gè)鱈魚種群的健康狀況提供線索——這是追蹤物種恢復(fù)情況的重要指標(biāo)，特別是在新英格蘭和加拿大，那里的鱈魚已經(jīng)因幾十年的過度捕撈而嚴(yán)重枯竭。

但是，海洋是一個(gè)黑暗的地方，魚天生具有高度的流動(dòng)性，因此很難對(duì)它們進(jìn)行繪制和計(jì)數(shù)?，F(xiàn)在，一個(gè)來(lái)自麻省理工學(xué)院的海洋學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)去了挪威——世界上最后幾個(gè)鱈魚仍然繁盛的地區(qū)之一——并首次使用了天氣聲學(xué)系統(tǒng)，幾乎瞬間照亮了整個(gè)鱈魚群。產(chǎn)卵季節(jié)的高度。

該團(tuán)隊(duì)由機(jī)械工程教授、海洋工程中心主任尼古拉斯馬克里斯(Nicholas Makris)和挪威海洋研究所的OlavRuneGod領(lǐng)導(dǎo)，能夠?qū)讉€(gè)最大跨度為50公里或約30公里的鱈魚群進(jìn)行成像。邁爾斯。根據(jù)他們拍攝的圖像，研究人員估計(jì)平均鱈魚數(shù)量約為1000萬(wàn)條。

他們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鱈魚總數(shù)低于平均魚群規(guī)模時(shí)，該物種數(shù)十年來(lái)一直在減少。

“這種平均魚群規(guī)模幾乎就像一個(gè)下限，”馬克里斯說(shuō)?！翱杀氖牵L魚似乎幾乎無(wú)處不在。”

馬克里斯和他的同事在《魚類和漁業(yè)》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

深處的回聲

多年來(lái)，研究人員一直試圖用高頻船體安裝聲納儀器對(duì)鱈魚和鯡魚群進(jìn)行成像，這些儀器可以在移動(dòng)的研究船下引導(dǎo)窄波束。這些船以類似割草機(jī)的模式穿過一個(gè)海域，通過發(fā)射高頻聲波對(duì)淺灘的切片進(jìn)行成像，并測(cè)量信號(hào)從魚反彈到船上所需的時(shí)間。但是，這種方法需要船在水中緩慢移動(dòng)才能得到計(jì)數(shù)；一項(xiàng)調(diào)查可能需要幾個(gè)星期才能完成。通常，任何特定的膨脹淺灘只有一小部分被取樣。通常情況下，淺灘在測(cè)量軌跡之間完全消失，淺灘動(dòng)力從未被捕獲。

該團(tuán)隊(duì)使用海洋聲波導(dǎo)遙感或OAWRS系統(tǒng)，這是麻省理工學(xué)院開發(fā)的成像技術(shù)，由Makris和合著者Purnima Ratilal發(fā)射，其發(fā)射的低頻聲波可以在比高頻更寬的范圍內(nèi)傳播聲納。聲波基本上被調(diào)整以從魚身上反彈回來(lái)，尤其是從它們的魚鰾上反彈回來(lái)，魚鰾是一種充滿氣體的器官，可以反射聲波，就像鈴鼓上的回聲一樣。當(dāng)這些回聲返回到船上時(shí)，研究人員可以將它們聚集在一起，生成廣闊區(qū)域內(nèi)數(shù)百萬(wàn)條魚的即時(shí)圖像。

及格

2014年2月和3月，Makris和一群學(xué)生及研究人員前往挪威，在產(chǎn)卵旺季統(tǒng)計(jì)鱈魚、鯡魚和帶魚的數(shù)量。他們把OAWRS拖上了美國(guó)海軍科考船克諾爾號(hào)，該船由伍茲霍爾海洋研究所運(yùn)營(yíng)。最著名的是船上的那艘船。研究人員發(fā)現(xiàn)了泰坦尼克號(hào)的殘骸。

這艘船離開伍茲霍爾，在兩周內(nèi)橫渡了大西洋。在此期間，船員們不斷與冬天的風(fēng)暴和洶涌的大海作斗爭(zhēng)。當(dāng)他們最終到達(dá)挪威南部海岸時(shí)，他們對(duì)整個(gè)挪威海岸的鯡魚、鱈魚和帶魚進(jìn)行了成像，在接下來(lái)的三周內(nèi)，從北部城鎮(zhèn)阿勒松德到俄羅斯邊境。

“水下地形和陸地一樣危險(xiǎn)，有海床、山脊和峽灣，”馬克里斯回憶道。“數(shù)十億條鯡魚實(shí)際上藏在阿勒松德附近的一個(gè)水下峽灣里，白天大約300米，晚上上升到大約100米深的架子上。我們的任務(wù)是立即對(duì)它們的整個(gè)魚群進(jìn)行成像，將其延伸至數(shù)公里，并闡明它們的行為?！?

透過颶風(fēng)窗口

當(dāng)他們搬到挪威海岸時(shí)，研究人員拖著一個(gè)長(zhǎng)度為0.5公里的無(wú)源水下麥克風(fēng)陣列和一個(gè)發(fā)射低頻聲波的設(shè)備。在對(duì)挪威南部的鯡魚群進(jìn)行成像后，該團(tuán)隊(duì)向北移動(dòng)到了洛弗敦群島，這是一個(gè)布滿陡峭懸崖和山脈的群島，描繪了埃德加艾倫坡的《墜入大漩渦》，詩(shī)人在其中記錄了這一地區(qū)豐富的鱈魚。

直到今天，洛弗東仍然是鱈魚的主要產(chǎn)卵場(chǎng)，在那里，麥克里斯的團(tuán)隊(duì)能夠制作出橫跨50公里的整個(gè)鱈魚群的第一張圖像。

在旅程的最后，研究人員計(jì)劃對(duì)最后一個(gè)鱈魚區(qū)進(jìn)行成像，就像颶風(fēng)一樣。該團(tuán)隊(duì)意識(shí)到，只有兩個(gè)相對(duì)平靜的風(fēng)窗可以操作他們的成像設(shè)備。

“所以我們?nèi)チ四抢?，獲得了良好的數(shù)據(jù)，并在眼墻的影響下逃到了附近的峽灣，”馬克里斯回憶道。“我們?cè)诶杳鲿r(shí)分用30英尺的海面結(jié)束了挪威海岸警衛(wèi)隊(duì)，用一種奇怪而舒緩的年輕聲音敦促我們撤離該地區(qū)?！痹谕瓿商诫U(xiǎn)之前，探險(xiǎn)隊(duì)在那里拍攝了一個(gè)略小的淺灘，大約10公里。

邊緣上

回到陸地上，研究人員分析了他們的圖像，估計(jì)平均魚群規(guī)模約為1000萬(wàn)條魚。他們還研究了挪威、新英格蘭、北海和加拿大的鱈魚歷史記錄，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的趨勢(shì)：那些地區(qū)——比如新英格蘭——經(jīng)歷了鱈魚數(shù)量的長(zhǎng)期下降。

。鱈魚種群數(shù)量下降到大約1000萬(wàn) - 與平均淺灘數(shù)量相同。當(dāng)鱈魚降到這個(gè)閾值以下時(shí)，人口需要幾十年才能恢復(fù)，如果它完全恢復(fù)的話。

在挪威，鱈魚種群總是保持在1000萬(wàn)以上，并且能夠恢復(fù)，多年來(lái)恢復(fù)到工業(yè)化前的水平，即使在20世紀(jì)中期顯著下降之后。該團(tuán)隊(duì)還對(duì)鯡魚群進(jìn)行了成像，并發(fā)現(xiàn)了歷史上類似的趨勢(shì)：當(dāng)總?cè)丝跀?shù)量低于平均鯡魚產(chǎn)卵群時(shí)，魚類需要數(shù)十年的時(shí)間才能恢復(fù)。

Makris和Godø希望該團(tuán)隊(duì)的成果將成為各種衡量標(biāo)準(zhǔn)，幫助研究人員跟蹤魚類種群并識(shí)別物種何時(shí)瀕臨崩潰。

“海洋是一個(gè)黑暗的地方，你看著那里，看不到發(fā)生了什么，”馬克里斯說(shuō)。“這是一個(gè)免費(fèi)的所有人，直到你開始照亮它并看到正在發(fā)生的事情。然后你就可以正確地欣賞，理解和管理。”他補(bǔ)充說(shuō)：“即使現(xiàn)場(chǎng)工作既困難，耗時(shí)又昂貴，確認(rèn)和啟發(fā)理論，模型和模擬至關(guān)重要。”

這項(xiàng)研究部分得到了挪威海洋研究所，海軍研究辦公室和國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的支持。