https://frosthead.com

Jak wulkany przekształcają ekosystemy

Ważący równowartość dwóch nikli i grosza Hawai`i `amakihi to fascynujący zielony ptak. Jego uniwersalny język jest rurowy do zatykania nektaru i ma grzywkę z końcówkami do chwytania owadów i innych stawonogów. Dzięki mocnym pazurom żeruje w prawie każdej pozycji, w tym do góry nogami. Hawai`i `amakihi jest również znany ze snu z pochyloną głową i uniesioną stopą. Ale tym, co naprawdę zadziwia naukowców, jest to, jak subpopulacja tych ptaków przeżywa w nisko położonym zakątku wyspy Hawajskiej, gdzie niegdyś komary przenoszące choroby ptaków groziły ich wyginięciem. Niestety te ptaki tolerujące choroby siedzą bezpośrednio na ścieżce wybuchającego wulkanu Kīlauea.

powiązana zawartość

  • Jak trzęsienia ziemi i wulkany ujawniają bijące serce planety

„Pracowałem tutaj od ponad 40 lat. Widziałem wiele erupcji, a erupcje są zawsze spektakularne ”, powiedział Jim Jacobi, biolog z Pacific Island Ecosystems Research Center, Smithsonian.com.

Fascynującymi wulkanologami w Kīlauea jest Fissure 8. Fissure 8 zaczęło się w maju jako pęknięcie w ziemi, podobnie jak dwa tuziny innych, falujący dwutlenek siarki, a czasem tryskające lawą fontanny o wysokości kilkuset stóp w środku podziału mieszkaniowego wzdłuż dolna wschodnia strona łagodnie opadającego wulkanu. Jednak w przeciwieństwie do wszystkich innych szczelin, Szczelina 8 nie zgasła. Zamiast tego, odkąd został otwarty, nadal pompował lawę, tworząc kipiącą rzekę poruszającą się z prędkością do 25 mil na godzinę w swojej ośmiomilowej wyprawie po morze.

„Kiedy poszliśmy do Fissure 8” - mówi Jacobi - „uderzyły mnie dwie rzeczy. Wpływ człowieka - wokół nie było nikogo [z powodu ewakuacji] - a po drugie, roślinność była po prostu martwa. ”

Kanał lawowy w Fissure 8 na Kīlauea. Kanał lawowy w Fissure 8 na Kīlauea. (Dzięki uprzejmości: DLNR / Richard Drake)

Wulkany na całym świecie są odpowiedzialne za kształtowanie 80 procent powierzchni Ziemi. Jednak wulkany są znane z niszczenia, którym władają. Nagłówki wiadomości często koncentrują się na skutkach dla człowieka. W ciągu trzech miesięcy od wybuchu tej nowej erupcji wzdłuż dolnej Strefy Szczeliny Wschodniej w Kīlauea około 800 domów, część elektrowni geotermalnej i szkoła zostały pochłonięte. Tysiące ludzi zostało ewakuowanych.

Erupcje wulkanów zmieniają także świat przyrody w dramatyczny sposób.

Stratovolcanoes, takie jak Volcán de Fuego w Gwatemali, które wybuchły w czerwcu, robią to gwałtownie, dusząc niemal wszystko w zasięgu - domy, samochody, zwierzęta i rośliny. W 2008 roku Kasatochi, odległa wyspa wulkaniczna w łańcuchu aleuckim, po raz pierwszy ożyła w nowoczesnej historii. Jedyni dwaj ludzie - biolodzy - na małej wyspie weszli na pokład łodzi rybackiej na godzinę przed tym, jak wulkan zaczął wypluwać chmury gorącego gazu i popiołu, które blokowały podróże lotnicze przez Północny Pacyfik. W ciągu kilku dni wyspa, na której mieszka ćwierć miliona ptaków morskich zwanych aukletami, zmieniła kolor z zielonego na popielaty. Sukces gniazd w tym roku: zero.

Kīlauea miała swój udział w wybuchowych erupcjach, ale w czasach historycznych zachowywała się w sposób, który wulkanolodzy nazywają „wylewnym”, co oznacza, że ​​zamiast wybuchać gwałtownie, wydziela powolną lawę z otworów wentylacyjnych lub szczelin w różnych punktach, które biegną po obrysie ziemi upadek. Tak właśnie było w szczelinie 8 wulkanu.

Zdaniem Jacobiego środowisko naturalne Kīlauea postawiło na to, że większość oddziaływań lawy jest bardzo zlokalizowana. Jednak na Hawajach żyje więcej zagrożonych gatunków niż gdziekolwiek indziej w Stanach Zjednoczonych, a wiele z tych chronionych gatunków flory i fauny występuje na odizolowanych obszarach.

Krajobraz Kīlauea jest pokryty „kīpukas”, płatami obszarów wyniesionych, na których zakorzeniły się rośliny i wokół których wirowały nowe strumienie lawy. Każda kipuka jawi się jako wyspa życia otoczona jałowymi morzami stwardniałej lawy.

Jednym z kīpuka, na które ostatnio wpłynęła Kīlauea, jest rezerwat leśny Malama Kī o powierzchni 1514 akrów, ceniony za niskie stanowisko rodzimych drzew ohia. To tutaj subpopulacja Hawai`i `amakihi zarabia na życie. Niestety, połowa rezerwatu, mieszanka rodzimej `oii i wprowadzonych drzew, została pokryta lawą. Jakiej roślinności nie zalała lawa, gazy wulkaniczne zrumieniły się, wylesiły i udusiły. Zginęły populacje dwóch zagrożonych rodzimych roślin.

Na razie warunki pozostają zbyt niebezpieczne, aby naukowcy mogli przeprowadzić dogłębne ankiety, więc nikt tak naprawdę nie wie, jak sobie radzą hawajskie amakihi. „Niektóre z nich zagnieżdżałyby się, a te z pewnością zawiodłyby”, mówi Eben Paxton, ekolog badań z Centrum Badań Ekosystemów na Pacyfiku. Jest członkiem zespołu, który otrzymał nagrodę w wysokości 2, 5 miliona dolarów od National Science Foundation, aby zbadać widoczną rosnącą odporność Hawai`i `amakihi na malarię ptaków. „Przynajmniej vog [gazy wulkaniczne] będą stresować„ och, może hamować kwitnienie i fumigować owady ”, mówi Paxton. „Byłoby to duże ograniczenie zasobów żywności”.

Niektóre ptaki mogły ulec gazom wulkanicznym. „Sądzę, że inni się ruszą. Ale przeprowadzając się, musieliby znaleźć inne miejsce z zasobami i niezbyt dużą konkurencją, co może, ale nie musi być łatwe. ”

Ponieważ „amakihi z rezerwatu leśnego jest subpopulacją, Paxton nie obawia się wyginięcia całego gatunku. Ale jeśli pobliski Mauna Loa ożyje, będzie się martwił. Na zboczach wulkanu o podwyższonym położeniu zagrożonych jest 11 wyhodowanych w niewoli i wypuszczonych „alalā - hawajskie wrony” - pierwszego z ich gatunków, który od 15 lat żyje na wolności.

Niektóre hawajskie populacje amakihi rozwinęły odporność na malarię ptaków, ale ptaki te znajdują się na ścieżce wybuchającego wulkanu. Niektóre hawajskie populacje amakihi rozwinęły odporność na malarię ptaków, ale ptaki te znajdują się na ścieżce wybuchającego wulkanu. (Flickr / Byron Chin)

Niektóre zwierzęta nie rozwijają się dokładnie po erupcji, ale także nie są bliskie wyginięcia. Według Steve'a Bergfelda, leśniczego z Hawajskiej Dywizji Leśnictwa i Dzikiej Przyrody, rośliny i zwierzęta pod wiatr po wybuchu wyglądają dobrze. Zobaczył rodzimego jastrzębia, zaledwie 300 metrów od Szczeliny 8. Ptak drapieżny prawdopodobnie wykorzystywał płonącą lawę i szkodliwe gazy z dwutlenku siarki jako technikę żerowania - czekając na smaczne stworzenia wyłaniające się ze strefy zagrożenia.

Zniszczenie lawy nie ogranicza się do ziemskiej. Na początku czerwca, około pięciu mil na północ od rezerwatu leśnego Malama Kī, lawa zalała rzadki ekosystem basenu pływowego, w którym żyją 82 gatunki ryb, 10 różnych gatunków koralowców i 17 gatunków bezkręgowców.

„W przypadku rafy koralowej tak młodej i tak blisko linii brzegowej różnorodność biologiczna i pokrywa koralowa była wysoka”, mówi Misaki Takabayashi, profesor nauk morskich z pobliskiego Uniwersytetu Hawai'i-Hilo. „Baseny pływowe były prawie obce, ponieważ można było zobaczyć piękne kolorowe rafy koralowe rosnące na czarnym podłożu bazaltowym”.

Kiedy zapełniły się baseny pływów, Takabayashi straciła miejsce badań, w którym prowadziła ankiety od czterech lat. W tym samym czasie wejście lawy do oceanu uruchomiło drugiego profesora Takabayashiego, Steve'a Colberta. Jako naukowiec morski interesuje się cyklem składników odżywczych w oceanie przybrzeżnym, więc przyłączył się do badania z wykorzystaniem autonomicznych robotów oceanicznych, aby lepiej zrozumieć wpływ lawy wnikającej do morza - w szczególności, gdzie płynie woda ogrzewana przez lawę i jak zmienia temperaturę, zmętnienie i zakwaszenie - w pobliskich ekosystemach przybrzeżnych.

W ciągu pierwszych trzech tygodni zbierania danych w czasie zbliżonym do rzeczywistego Colbert i jego koledzy odkryli, że hydrotermalna pióropusz ma tendencję do spływania prosto na brzeg, a nie wzdłuż linii brzegowej, co stanowiło problem. „Najbardziej zaskoczyły mnie gwałtowne zmiany temperatury i zmętnienia” - mówi Colbert. „Widać wyraźnie linię między ciemnoniebieską wodą Pacyfiku a oliwkowobrązową, mętną wodą, która jest znacznie cieplejsza”.

Lawa wlała się do morza, tworząc nowy ląd na wyspie Hawai`i - ale niszcząc ekosystem rafy koralowej. Lawa wlała się do morza, tworząc nowy ląd na wyspie Hawai`i - ale niszcząc ekosystem rafy koralowej. (Dzięki uprzejmości: DLNR / Richard Drake)

Kiedy lawa ponownie nawiedza ziemię i przekształca krajobrazy, różni się to od czekania na cofnięcie się wód powodziowych lub wiatrów od tornad. Lawa nie znika, a powrót do zdrowia może trwać wieki. To także interesuje naukowców.

„Nadchodzi odnowienie i fantastycznie będzie zobaczyć, co to jest i jak ten ekosystem przekształca się w coś nowego” - mówi Colbert.

Wulkany utworzyły Wyspy Hawajskie. Jeśli istnieje życie przystosowane do wulkanów w dowolnym miejscu na świecie, to jest to Hawaje.

Mówiąc o utracie rezerwatu leśnego Malama Kī, Bergfeld mówi: „Jest to bardzo niszczycielskie dla lasu, jaki znaliśmy, ale jednocześnie jest to naturalny cykl dla wyspy Hawai`i. Naprawdę niewiele możemy zrobić, oprócz odsunięcia się i oglądania ”.

A potem wróć do nauki.

Jak wulkany przekształcają ekosystemy