https://frosthead.com

Как вулканы меняют экосистемы

Hawai`i `amakihi - это очаровательная маленькая зеленая птичка весом в два никеля и копейки. Его универсальный язык трубчатый для глотания нектара и с бахромой для захвата насекомых и других членистоногих. Его сильные когти позволяют ему добывать пищу практически в любом положении, в том числе вверх ногами. Также известно, что гавайские амакихи спят с поднятой головой и поднятой ногой. Но что действительно удивляет ученых, так это то, как популяция этих птиц выживает в низком углу острова Гавайи, где когда-то комары, переносящие птичьи болезни, угрожали их исчезновением. К сожалению, эти терпимые к болезням птицы находятся прямо на пути извержения вулкана Килауэа.

Связанный контент

  • Как землетрясения и вулканы раскрывают бьющееся сердце планеты

«Я работал здесь более 40 лет. Я видел много извержений, и извержения всегда были впечатляющими », - говорит Smithsonian.com Джим Якоби, биолог из Исследовательского центра экосистем островов Тихого океана.

Увлекательными вулканологами в Килауэа является Fissure 8. Fissure 8 началась в мае как трещина в земле, как и две дюжины других, вздымающаяся двуокись серы и временами выбрасывающая лавовые фонтаны высотой в пару сотен футов в середине жилого подразделения вдоль нижняя восточная сторона пологого вулкана. В отличие от всех других трещин, Fissure 8 не выдохся. Вместо этого, после распада, он продолжал откачивать лаву, создавая бурную реку, движущуюся со скоростью до 25 миль в час в своем восьмимильном поиске моря.

«Когда мы подошли к Fissure 8, - говорит Якоби, - меня поразили две вещи. Воздействие человека - вокруг [из-за эвакуации] никого не было - а во-вторых, растительность была просто мертвой ».

Лавовый канал на Fissure 8 на Килауэа. Лавовый канал на Fissure 8 на Килауэа. (Предоставлено DLNR / Ричард Дрейк)

Вулканы во всем мире ответственны за формирование 80 процентов поверхности Земли. И все же вулканы печально известны своим разрушением. Заголовки новостей часто фокусируются на воздействии человека. За три месяца, прошедшие после того, как это новое извержение произошло вдоль нижней восточной рифтовой зоны Килауэа, было охвачено около 800 домов, часть геотермальной электростанции и школа. Тысячи людей были эвакуированы.

Но извержения вулканов также драматически изменяют мир природы.

Стратовулканы, такие как Вулкан-де-Фуэго в Гватемале, извергнутые в июне, делают это жестоко, задушивая практически все в пределах досягаемости - дома, автомобили, животных и растения. В 2008 году Касаточи, удаленный вулканический остров в Алеутской цепи, впервые в современной истории ожил. Только два человека - биологи - на маленьком острове взобрались на борт рыбацкой лодки за час до того, как вулкан начал извергать облака горячего газа и пепла, которые закрывали воздушное путешествие через северную часть Тихого океана. Через несколько дней остров, на котором обитает четверть миллиона морских птиц, известных как ауклеты, превратился из пышного зеленого в пепельно-серый. Успех гнезда в этом году: ноль.

У Килауэа были свои взрывные извержения, но в исторические времена он вел себя так, как вулканологи называют «эффузивным» образом, что означает, что вместо сильного извержения он источает медленную лаву из жерл или трещин в различных точках, которые следуют контуру земли. вниз по склону. Это то, что происходит в Fissure вулкана 8.

По словам Якоби, природная среда Килауэа очень важна, так как большинство воздействий лавы очень локализованы. Тем не менее, на Гавайях обитает больше видов, находящихся под угрозой исчезновения, чем где-либо еще в Соединенных Штатах, и многие из этих охраняемых видов флоры и фауны встречаются в изолированных районах.

Пейзаж Килауэа изобилует «кипукас», участками возвышенностей, на которых укоренились растения и вокруг которых кружились новые потоки лавы. Каждая кипука выглядит как островок жизни, окруженный бесплодными морями закаленной лавы.

Одним из кыпуков, недавно подвергшихся воздействию Килауэа, является лесной заповедник Малама-Ки площадью 1514 акров, который ценится за низменность древостоя местных деревьев огия. Именно здесь население Гавайских островов "амакихи" зарабатывает на жизнь. К сожалению, половина заповедника, представляющая собой смесь местных растений и интродуцированных деревьев, была покрыта лавой. Какую растительность не затопила лава, вулканические газы потемнели, обесцвечились и задохнулись. Популяции двух исчезающих местных растений были потеряны.

На данный момент условия остаются слишком опасными для ученых, чтобы проводить углубленные исследования, поэтому никто не знает, как поживают гавайские амакихи. «Некоторые из них были бы гнездящимися, а те наверняка потерпели бы неудачу», - говорит Эбен Пэкстон, эколог-исследователь из Тихоокеанского островного исследовательского центра по экосистемам. Он является частью команды, получившей грант в размере 2, 5 миллиона долларов от Национального научного фонда для изучения очевидной растущей устойчивости гавайских амаких к птичьей малярии. «Как минимум, Vog [вулканические газы] будет подчеркивать ohia, возможно, подавляя цветение, и окуривать насекомых», - говорит Пакстон. «Это было бы значительным сокращением продовольственных ресурсов».

Некоторые птицы могли погибнуть от вулканических газов. «Я думаю, что другие будут двигаться. Но в переезде им придется искать другое место с ресурсами и не слишком большой конкуренцией, и это может быть или не быть легкой вещью ».

Поскольку амакихи лесного заповедника являются субпопуляцией, Пакстон не боится исчезновения всего вида. Но если поблизости Мауна Лоа грохочет жизнь, он будет волноваться. На склонах этого вулкана, расположенного выше, находятся под угрозой исчезновения 11 разведенных в неволе и выпущенные алала - гавайские вороны - первые из их видов, жившие в дикой природе за 15 лет.

В некоторых популяциях гавайских амакихи развивается устойчивость к птичьей малярии, но эти птицы находятся прямо на пути извержения вулкана. В некоторых популяциях гавайских амакихи развивается устойчивость к птичьей малярии, но эти птицы находятся прямо на пути извержения вулкана. (Flickr / Байрон Чин)

Некоторые животные не совсем процветают после извержения, но также не находятся на грани уничтожения. По словам Стива Бергфельда, лесника из Гавайского отделения лесного хозяйства и дикой природы, растения и животные с подветренной стороны от извержения выглядят хорошо. Он увидел местного ястреба, всего в 300 ярдах от Fissure 8. Раптор, возможно, извлекал выгоду из горящей лавы и ядовитых газов диоксида серы в качестве техники поиска пищи - ожидая вкусных тварей, выбегающих из опасной зоны.

Разрушение лавы не ограничено земным. В начале июня, примерно в пяти милях к северу от лесного заповедника Малама Ки, лава затопила редкую экосистему бассейна прилива, в которой обитает 82 вида рыб, 10 различных видов кораллов и 17 видов беспозвоночных.

«Для кораллового рифа, столь молодого и близкого к береговой линии, биоразнообразие и коралловый покров были высокими», - говорит Мисаки Такабаяши, профессор морских наук в близлежащем университете Гавайи-Хило. «Приливные бассейны были почти чужды, потому что вы могли видеть красивый красочный коралловый риф, растущий на черном базальтовом основании».

Когда приливные бассейны заполнились, Такабаяши потеряла место обучения, где она проводила исследования в течение четырех лет. В то же время выход лавы в океан привел в действие соратника Такабаяши Стива Колберта. Как морской ученый, он заинтересован в круговороте питательных веществ в прибрежном океане, поэтому он присоединился к научному исследованию с использованием автономных океанских роботов, чтобы лучше понять воздействие лавы, попадающей в море, - в частности, куда идет вода с подогревом лавы и как это изменяется в температуре, мутности и подкислении - на соседних прибрежных экосистемах.

В первые три недели сбора данных практически в режиме реального времени Колберт и его коллеги обнаружили, что гидротермальный шлейф имеет тенденцию течь прямо в море, а не вдоль береговой линии, как это было важно. «Что меня действительно поразило, так это резкие изменения температуры и мутности», - говорит Кольбер. «Вы могли ясно видеть границу между темно-синей тихоокеанской водой и оливково-коричневой, мутной водой, которая намного теплее».

Лава вылилась в море, образовав новую землю на острове Гавайи, но разрушив экосистему кораллового рифа. Лава вылилась в море, образовав новую землю на острове Гавайи, но разрушив экосистему кораллового рифа. (Предоставлено DLNR / Ричард Дрейк)

Когда лава восстанавливает землю и трансформирует ландшафты, это отличается от ожидания отступления паводковых вод или прохождения ветра от торнадо. Лава не уходит, а восстановление может занять столетия. Это также интересует ученых.

«Будет обновление, и будет фантастически видеть, что это такое и как эта экосистема превращается в нечто новое», - говорит Кольбер.

Вулканы образовали Гавайские острова. Если есть жизнь, приспособленная к вулканам в любой точке мира, это Гавайи.

Говоря о потере лесного заповедника Малама Ки, Бергфельд говорит: «Это очень разрушительно для леса, каким мы его знали, но в то же время это естественный цикл для острова Гавайи. На самом деле мы мало что можем сделать, кроме как стоять и смотреть ».

А затем вернитесь к науке.

Как вулканы меняют экосистемы