研究显示脊椎动物如何塑造北海海底 _脊椎动物

港湾鼠海豚坑模型。我们建议坑和坑冲的形成采用以下模型。第一阶段:港湾鼠海豚用它们的声纳在平坦的海底声学上搜寻埋藏的鱼(沙鳗) 。第二阶段:类似于在海豚和灰鲸身上观察到的底部挖掘，产生分米到米的具有独特形态的大坑。第3阶段:凹坑作为底层水流的成核点，引发冲刷和凹坑冲刷的形成、侵蚀和沉积物搬运，随后导致单个凹坑冲刷的混合，从而在海底形成更大的结构。阶段4:主要发生在冬季的偶发但严重的风暴随着时间的推移完全夷平了结构，并最终形成平坦的海底，为阶段1设定了起点，从而结束了进化周期。鸣谢:通信地球与环境(2023) 。DOI: 10.1038/s43247-023-01102-y
据基尔大学（Eva Sittig）：世界海洋是无数生物的巨大栖息地，它们在海底定居、产卵、挖掘或觅食。它们也影响海底的形状。这究竟是如何发生的几乎没有调查过。
在一项跨学科的研究中，基尔大学的地球科学家与生物学和海洋学的同事一起，研究了北海海底的火山口状凹陷。他们能够证明这些与海豚和沙鳗的栖息地直接相关，并首次为脊椎动物在塑造海底方面的重要性提供了结论性的解释。这些结果发表在今天(12月19日)的《通信地球与环境》杂志上。
北海海底散布着数以千计的陨石坑状凹陷，称为麻坑。全世界的海洋中可能有数百万只海豚。根据通常的科学理解，它们是由流体排放物如温室气体甲烷或地下水形成的。这些麻点的大部分至今仍困扰着研究人员，因为许多无法用流体渗漏来解释。
“我们的结果首次表明，这些凹陷与海豚和沙鳗的栖息地和行为直接相关，而不是由上升的流体形成的，”当前研究的主要作者、基尔大学地球科学家延斯·施耐德·冯·迪姆林博士说。“我们的高分辨率数据为北海海底成千上万个坑的形成提供了新的解释，我们预测潜在的机制在全球范围内发生，但直到现在一直受到监督。”
在这项研究中， Schneider von Deimling和来自Alfred Wegener研究所、Helmholtz极地和海洋研究中心(AWI)、汉诺威兽医大学基金会(TiHo)以及莱布尼茨波罗的海研究所(IOW)的研究人员检查了Heligoland附近北海的海底，深度为厘米。他们在分析中还包括了海豚等脊椎动物的行为。
脊椎动物在北海海底留下凹坑
研究小组怀疑，德国湾海底的大多数凹陷是由海豚和其他动物寻找食物，然后被底层水流冲刷而成的。沙鳗是一种类似鳗鱼的小型鱼类，一年中的大部分时间都埋在浅层沉积物中，在这一过程中起着关键作用。沙鳗不仅深受捕鱼业的欢迎，还被海豚大量食用。
TiHo-Institute for Terrestrial and water Wildlife Research(ITAW)的Anita Gilles博士长期研究海洋哺乳动物的生物学，他说:“通过分析搁浅鼠海豚的胃内容物，我们知道沙鳗是北海种群的重要食物来源。在他们的研究中，研究人员表明，海洋哺乳动物在海底寻找埋藏的沙鳗时会留下凹坑。虽然这些坑类似于我们熟悉的麻点，但它们要浅得多。
先进的多波束回声测深技术可提供矿坑状况信息
近年来，在现代多波束回声测深技术的帮助下，探坑才成为可能，基尔大学集中教授和实践了这一技术。施耐德·冯·迪姆林说:“这些坑的形成机制，正如我们所说的，可能也解释了世界范围内海底存在大量类似陨石坑的凹陷，这些凹陷被误解为甲烷气体泄漏的结果。”
在北海，研究人员发现了42，458个形状神秘的浅坑，平均深度仅为11厘米，其形态不同于更为圆锥形的凹坑。
Schneider von Deimling在地球科学研究所基尔海洋地球物理学和水声学工作组和基尔大学基尔海洋科学(KMS)优先研究领域工作，并且是德国水文学会(DHyG)副主席。作为海底测绘、甲烷气体渗漏和海底麻坑方面的专家，他从不相信德国湾的凹陷是由上升的流体造成的。
“我们不得不为这种形成提出另一种假设。这让我们能够预测潜在的海豚觅食地在哪里，而这正是我们发现洞穴的地方——总是靠近黄鳝栖息地。我们广泛的多学科数据分析现在为我们的港湾鼠海豚坑假说提供了一个结论性的解释。”
跨学科的方法导致了港湾鼠海豚坑假说
新发现的关键是一种跨学科的方法，将地质研究、地球物理声纳测量、脊椎动物行为和饲养生物学、卫星评估和海洋学分析结合在一起。通过精确分析德国研究船收集的数百万次回声探测，研究人员能够定位不寻常的凹坑。
“使用特殊的回声探测方法，我们现在可以以厘米的精度测量海底，从而找到浅坑。我们还可以观察海底，例如，是否有游离的甲烷气体， ”AWI研究员Jasper Hoffmann博士解释说。
分析由数千海里外的研究船收集的数据是一项艰巨的任务。“通过现代方法，这种结构可以在声学数据集中自动检测和表征，并在大型数据集中自动分析，”该研究的合著者Jacob Geersen博士说。
从北海走向世界:影响深远的结果
研究小组目前认为，最初的喂食坑是冲刷的核心，最终发展成更大的坑。这一发现也具有全球意义。海洋中脊椎动物对沉积物的冲刷会在全球范围内调节海底，并影响海底生态系统。
仅在研究区域，矿坑就覆盖了9%的海底。初步体积估计表明，773，369吨沉积物沉积在1，581平方公里的区域内。这大约相当于50万辆汽车的重量。
“从地质学和生物学的角度来看，我们的结果具有深远的意义。它们可以帮助评估与海上可再生能源扩张相关的生态风险，从而改善海洋环境保护， ”Schneider von Deimling总结道。