Сверху они напоминают крошечные черно-белые статуэтки, застывшие на месте и принадлежащие к какому-то прошлому миру. Императорские пингвины, во многих отношениях, потусторонние, эволюционировали, чтобы выжить в самые суровые зимы на Земле. Через 400-миллиметровый зум-объектив, расположенный за окном вертолета, спаренные пары выглядят как античные фарфоровые солонки, засыпанные снегом на пыльном ледяном шельфе.
Антарктида не для слабонервных. В течение ста лет исследователи и биологи были загипнотизированы его жестокостью. Таким образом, имеет смысл, что мы были бы очарованы единственным видом, который пытается размножаться через неумолимые зимы континента. Мы следили за маршами, триумфами и прорывами яиц колонии пингвинов императора мыса Крозье на серебряном экране. В течение десяти лет наши спутники делали снимки 53 других известных колоний, когда совмещаются безоблачные дни и орбиты. Сейчас международные усилия объединяются, чтобы увидеть, могут ли эти изображения из космоса впервые сказать нам, сколько императорских пингвинов осталось в мире.
Взрослые императорские пингвины и птенцы на мысе Крозье 29 октября 2018 года. (Сара Лабрусс / Дэвид Айлс) «Большая часть того, что мы знаем о популяциях императорских пингвинов, происходит только из нескольких хорошо изученных колоний. На самом деле мы не уверены, как обстоят дела с большинством популяций», - говорит Дейв Айлз, доктор наук из Океанографического института Вудс-Хоул в штате Массачусетс. «Но спутниковые данные полностью изменит это».
Илз является частью команды ученых, проверяющих, могут ли изображения высокого разрешения, полученные со спутников, использоваться для отслеживания того, какие колонии растут, а какие могут подвергаться риску коллапса. Следуя климатическим моделям, которые предсказывают широко распространенное снижение уровня морского льда к концу столетия, ожидаемое снижение численности императорских пингвинов настолько драматично, что некоторые эксперты пытаются перечислить их в соответствии с Законом об исчезающих видах. Но для этого потребуется международное сотрудничество для подсчета каждой последней птицы.
Доцент кафедры морских наук Мишель ЛаРю возглавляет атаку на американской антарктической исследовательской станции Макмердо. Недавно она переехала из Университета Миннесоты в Университет Кентербери в Новой Зеландии, частично чтобы быть ближе к порту Антарктики. LaRue чувствует себя спокойно в царственном присутствии императорских пингвинов. Она превратила данные о работе в Антарктике со стола в Миннесоте в карьерный мониторинг самых харизматических зверей Антарктиды, в том числе тюленей Уэдделла и пингвинов Адели - маленьких и глупых кузенов Императора. Во время этой поездки в Антарктиду, ее седьмая, ЛаРю собрала команду, чтобы помочь сопоставить изображения колоний Императорских пингвинов, сделанные с вертолетов, с изображениями, полученными с гораздо большего расстояния со спутника. Экспедиция посетила семь колоний вдоль моря Росса возле базы МакМердо и пять раз подсчитала ближайшую колонию, чтобы определить, сколько чисел пингвинов колеблется изо дня в день.
«Впервые мы сможем эмпирически сказать, сколько было императорских пингвинов и как эти популяции изменились за десять лет», - говорит ЛаРю. «По сей день вся проделанная работа была модельной».
Фото команды: от L до R, Мишель ЛаРю, Лео Салас, пилот Джесси Клейтон, второй пилот Крис Хилберт, Мишель Лэйси, Дейв Илз и Сара Лабрусс. (Исследовательская станция МакМердо) Вернувшись в Океанографический институт Вудс-Хоул в штате Массачусетс, за моделями стоит Стеф Дженувриер, французский эколог по морским птицам, который изучает реакцию популяций животных на изменение климата. Она и постдокторский исследователь Сара Лабрусс, также из Франции, объединились с LaRue, Iles и Leonardo Salas, количественным экологом из Point Blue Conservation Science, чтобы объединить десятилетние данные со спутниковых снимков с экологическими моделями того, как популяции животных меняются со временем, Их цель - лучше понять, как поживают императорские пингвины, когда лед нагревается и меняется в ответ на изменение климата.
Дженувриер говорит, что она никогда не была наблюдателем за птицами, но была привлечена к проекту доступностью данных об этих таинственных Антарктических Авенях . Теперь Дженувриер подключен, и она также подключила Лабрусса, олимпийскую спортсменку 2012 года по синхронному плаванию, которая перевела свои подводные дипломы в аспирантуру по слонам, крупным хищникам, которые охотятся под антарктическим льдом.
Вместе с остальной международной исследовательской группой антарктических пингвинов они надеются выяснить, как императорские пингвины передвигаются по льду в поисках пищи, тепла и приятелей, и определить, сколько из этих животных осталось. В 2009 году численность компьютерных моделей составляла 600 000 человек. Пришло время посмотреть, как у них дела.
Карта Антарктиды с расположением Антарктической исследовательской станции Макмердо (слева) и карта колоний Императорских пингвинов около Мумердо вдоль моря Росса (справа). (Изображения любезно предоставлены Сарой Лабрусс.) ************
В первый день полета команда насчитывает 1536 пингвинов из сшитых вместе фотографий, которые они сделали из колонии на мысе Крозье, укрытой в укрытой льдом трещине. Илз и Лабрусс снимают фотографии из окон вертолета, в то время как Салас делает заметки, Лар направляет, а пилот Джесси Клейтон кружит высоко над головой, чтобы не нарушать поведение колонии. В следующую двухдневную категорию - когда сильные ветры и плохая видимость заземляют все рейсы - команда заказывает пиццу и сравнивает количество пингвинов по аэрофотоснимкам и спутниковым снимкам.
Ильз раньше работал в обледенелых краях Земли. Он провел восемь лет, изучая, как снежные гуси реагируют на изменение климата в Манитобе, Канада, наблюдая за арктическим туманом за белыми медведями с неприятной привычкой сливаться с белыми камнями. Это его первая поездка в южную полярную область, и это первый раз, когда его кофе замерз, прогуливаясь между двумя исследовательскими зданиями.
По словам Ильза, масштаб Антарктиды трудно выразить словами. Действующий вулкан за станцией Макмердо регулярно выплевывает огненные шары в небо. 13 000-футовая гора поднимается в погодной системе, которая пугает даже опытных спасателей Эвереста. И 100-летний туша тюленя, оставленная первыми исследователями, выглядит так, как будто она была вскрыта вчера, ее маслянистые внутренности пролились на лед, прекрасно сохранились.
Команда создала это полное изображение колонии пингвинов императора Кейп-Крозье, соединив сотни изображений, снятых разными ангелами с увеличением 400 мм, когда вертолет пролетал над колонией. (Сара Лабрусс) Несмотря на то, что Антарктида остается неизменной - ее резкий ветер, ее беспощадный холод, ее обещание обширного, но смертельного приключения - сама платформа, на которой она существует, постоянно меняется. Зима длится с марта по октябрь. После самого последнего восхода лета, когда большинство исследователей вернулись на свои материковые базы весной Северного полушария, температура в Антарктиде падает, и поверхность океана начинает замерзать. Сначала он распространяется в виде тонкого слоя жирного льда. Затем блинный лед образуется по мере сгущения жирных слоев. Стопка блинов доставляется в море в виде дрейфующего льда или выталкивается на материк, образуя паковый лед, который станет местом обитания для таких видов, как леопардовые тюлени, снежные буревестники и пингвины Адели, когда они вернутся в более поздние, более яркие месяцы. Императорские пингвины полагаются как на паковый лед, так и на быстрый лед, или на быстрый лед, который формируется вдоль береговой линии в мелкой батиметрии. Поскольку глобальные температуры и океаны нагреваются, вся эта среда обитания может подвергаться риску таяния. В Антарктиде все не так просто.
«Пока что изменения в морском льду не связаны с изменением климата», - говорит Дженувриер. «Естественные вариации в Антарктике настолько велики, что трудно точно определить влияние изменения климата. Это не так ясно, как в Арктике, где мы знаем, что морской лед тает. Погодные условия в Антарктиде более сложные».
«У вас много разных систем, которые меняются вместе», - добавляет Лабрусс.
Антарктическое морское дно. (Стив Клабуш) ************
Фил Тратан, биолог по охране окружающей среды Британской антарктической службы, также отслеживает пингвинов Императора с помощью спутниковых снимков и в прошлом сотрудничал с LaRue и Jenouvrier. Он работает над подсчетом колоний возле Британской исследовательской станции, расположенной примерно в 2000 милях по другую сторону Южного полюса от Макмердо. Обе группы являются частью более широкой сети «исследователей Эмпа», как называет их Тратан. В прошлом году его команда выполняла облет, чтобы контролировать 15 колоний Императора между 0 и 19 градусами к западу.
Однако колония, ближайшая к британскому вокзалу, исчезла. Пока команда Тратана не может объяснить, что случилось с их соседями по морским птицам. Он хотел бы вернуться в Антарктиду, чтобы найти потерянную колонию, но колонии в районе моря Уэдделла труднодоступны. Пингвины полагаются на общение, чтобы согреться, поэтому истощающиеся колонии часто сдают свои посты и присоединяются к другой соседней группе. Но по этическим и практическим причинам пингвинов невозможно отследить с помощью ошейников GPS, и ученые не могут точно знать, что стало с исчезнувшей колонией.
Исчезновение - одна из загадок, которые может помочь детальная спутниковая карта Императорских пингвинов. Когда все ученые в сети Emp соберутся вместе, они получат данные о том, сколько людей живет в каждой из 54 колоний пингвинов и сколько они перемещаются между колониями с течением времени, смешиваясь с другими группами, когда они пересекают свой ледяной мир.,
«Передвижение нескольких пингвинов по ступенькам вокруг континента на самом деле помогает всему виду», - говорит Тратан. Но такие изменения затрудняют оценку благополучия отдельных колоний.
В дополнение к тому, что группы могут объединяться для большего тепла, это поведение обмена колониями помогает разнообразить генетику пингвинов, делая весь вид более устойчивым к новым условиям. Дженувриер только начинает включать генетическую информацию в свои модели динамики населения. Подтверждение того, что спутниковые снимки могут охватывать всех пингвинов в разных точках континента, даст ее моделям основу для принятия решений о политике пингвинов.
Тратан входит в группу специалистов-пингвинов Международного союза охраны природы (МСОП), которая осуществляет надзор за списками исчезающих видов. По его словам, это сложный процесс, и получение правильной науки - это первый шаг, за которым следует рассмотрение вариантов политики и преимуществ включения вида в список исчезающих. Тратан засвидетельствовал уменьшение в размере быстрого льда, где пингвины размножаются в дополнение к исчезновению целых колоний. Но он ждет номера от остальной части сети Emp, прежде чем решить, стоит ли указывать этот вид.
Императорские пингвины осматривают Палаточный остров. (Мишель ЛаРю) Джон Хочевар выступает за более немедленную защиту. Будучи директором кампании Гринпис «Защити океаны» с 2004 года, Хочевар не считает, что мы можем позволить себе ждать правительственных постановлений по защите морских экосистем. По его словам, в связи с тем, что Антарктический полуостров прогревается быстрее, чем почти в любом другом регионе Земли, будущее императорских пингвинов требует действий.
«Самые большие проблемы связаны с изменением климата и рыболовством», - говорит Хоцевар. «Мы начинаем наблюдать снижение криля в ключевых областях. В то же время у нас есть промышленные предприятия, которые напрямую пылесосят криль. Если поблизости нет криля, у пингвинов будут настоящие проблемы. Если вы будете пингвином, то чем дольше у вас будет уйти, чтобы найти еду, и оставить свою цыпочку уязвимой для хищников, тем хуже ваши шансы на выживание ".
Хочевар видел ситуацию с крилем не понаслышке. Он был в Антарктиде в прошлом году, пилотируя подводную лодку на ледяном морском дне, чтобы исследовать область, предложенную для нового морского святилища. Пингвины кружили вокруг лодки команды, пока они готовили подводную лодку на палубе. Когда Хоцевар спустился, он наблюдал, как птицы охотятся на криля и рыбу в ледяной чистой воде. Внизу, в темных водах внизу, его команда обнаружила микропластики в каждом морском трале, который они вытащили, что, как считает Хоцевар, может быть недостаточно изученной угрозой для пингвинов.
«Часть решения для сохранения пингвинов и любого другого животного состоит в том, чтобы отойти от идеи, что мы можем использовать что-то один раз и выбросить это», - говорит Хоцевар. "Там действительно нет" прочь ".
Китайские суда по ловле криля Long Ten в Южном заливе, остров Ливингстон, Антарктида (слева). Криль представляет собой важнейший компонент антарктической пищевой сети, обеспечивая пищу для рыб, китов, тюленей, пингвинов и морских беспозвоночных (справа). (Слева: кредит Пол Хилтон / Гринпис Справа: Кристиан Аслунд / Гринпис) Группа Hocevar использует спутниковые снимки для отслеживания пиратской рыбалки, обезлесения и разливов нефти. Он с оптимизмом смотрит на то, что работа LaRue и Jenouvrier с использованием спутниковых снимков будет способствовать сохранению императорских пингвинов. Разработка планов управления, в которых ученые уверены, потребует понимания основных вопросов о том, сколько осталось императорских пингвинов и как их популяция растет и сокращается. В прошлом огромные практические проблемы, связанные с поездками для наблюдения за всеми 54 колониями, в сочетании с быстрыми темпами изменения условий Антарктики сделали это Mt. Задача размером с Эребус. Возможность изменения модели через спутник дает новую надежду.
Чтобы заняться вычислениями, LaRue завербовал Хизер Линч в нью-йоркском университете Стони Брук. Линч изучает статистические приложения для загадок биологии сохранения, таких как выживание млекопитающих и модели биоразнообразия дендритных сетей. Когда «сеть Emp» закончит подсчет пингвинов во всех 54 колониях, Линч попытается научить компьютер воспроизводить их результаты.
«В какой-то момент цель« кулака в небе »была бы в том, чтобы иметь возможность загрузить изображение в эту программу, а с другой стороны, оно просто сообщало бы нам, сколько там пингвинов», - говорит ЛаРю. Без глаз на орбите, ведение таких счетов было бы практически невозможно.
Подсчет пингвинов из изображений на экране компьютера. (Сара Лабрусс) ***********
Даже когда будущие компьютеры и спутники сговариваются, чтобы подсчитать пингвинов без нашей помощи, ученым все равно нужно будет отправиться в Антарктиду, чтобы наблюдать аномалии, которые может пропустить алгоритм. Обойдя колонию пингвинов Императорского мыса Крозье в третий раз, Илс заметил темное пятно гуано на льду на расстоянии. Думая, что это меньший форпост по разведению Императорских пингвинов, которых они пропустили на предыдущих рейсах - пятна гуано являются полезным показателем колоний сверху - он попросил пилота провести расследование. Оказалось, что это группа из 400 пингвинов Адели, которые, как правило, живут на каменных сваях и не оставляют пятен гуано на льду.
«Я немедленно связался с экспертами пингвинов Адели и спросил их:« Что это? Вы видели это раньше? » LaRue говорит.
Пингвины Адели, живущие на льду, а не на скале, были задокументированы в 1970-х годах, но это редко и никогда раньше не встречалось в таких количествах. Когда они просмотрели аэрофотоснимки, команда заметила небольшие наклоны на льду, равномерно распределенные, что говорит о вложенности. Это открытие может усложнить алгоритмы Линча, так как предполагалось, что пятна гуано на льду указывают на присутствие императорской колонии. Теперь нужно учесть вероятность того, что такие пятна были от пингвинов Адели. Но ЛаРю считает, что наблюдение говорит больше об изменяющихся путях пингвинов Адели, преобразованиях Антарктиды в целом и постоянной необходимости возвращаться на лед узнать больше.
Император и Пингвины Адели разделяют кусочек дрейфующего льда в Южном океане. (Иржи Резак / Гринпис) На данный момент команда располагает всеми необходимыми данными, успешно посетив все семь целевых колоний и посчитав птиц Кейп-Крозье в течение пяти отдельных дней. Они будут использовать эту информацию для учета ежедневных колебаний в моделях популяций императорских пингвинов. Завершив ледовое приключение, впереди много научной скуки.
«Было очень приятно выйти и посмотреть, - говорит Лабрусс, - потому что обычно я просто смотрю спутниковые снимки на своем компьютере».
В ближайшие годы, пока команда продолжает подсчитывать фарфоровые статуэтки на фотографиях, Линч обучает компьютеры подсчитывать, а Тратан ждет звонка на совещание специалистов МСОП по морским птицам, и пока лед в Антарктике тает, затем замораживает, чтобы смазать, а затем блин, затем соберите лед, императорские пингвины продолжат разводить своих птенцов среди зимних метелей, как они всегда это делали. Тем временем Хочевар предполагает, что усилия по замене угля на возобновляемую энергию, рыболовные каналы с морскими святилищами и одноразовые пластмассы с многоразовыми контейнерами могут повысить шансы на то, что мы найдем императорских пингвинов, укрытых в огромной ледяной трещине на мысе Крозье, еще на сотню года.
Все исследовательские фотографии Императорских пингвинов, сделанные в соответствии с разрешением Акта об охране Антарктики № 2019-006.
