2025-06-23 16:48来源:本站
在1979年3月15日至18日之间,将一台实验开采机部署在一个居中的站点上,居中的13°44′N 126°13.5'W。9米宽,14米长,14米长,4.5 m高的机器40降低到海底,位于海拔4,700 m的大约4,700 m的深处,从Hughes Glomar Explorer Weastel的月球池深约4,700 m,由钢制探险队乘坐钢架(Seelterne)的70米,并乘坐钢架(Seelting a Offere)的钢架(Steeldernepers)70米7米。该立管连接到150吨的Buffer41上,然后通过带电缆,液压线和结节性泥浆软管的柔性连锁(脐带)连接到车辆。在海底,缓冲区位于采矿车辆上方和前方约20 m。当它降落在海底时,收集器车被用来在实验的4天内开采未知数的结节。收集器是自行的,使用两个直径约2 m的阿基梅德螺钉,在0.25–1 m s-1的海床上达到了速度(参考文献42)。该车辆沿大致向北的方向驾驶约1海里(1.85 km)。它进行了180°循环转弯并向南进行,进行了一些机动性测试。车辆使用旋转的海床耙机机械地收集了结节,该耙子捡起结节,并通过将传送带运送到破碎机将其转移。将碎的结节浆液通过柔性连锁泵送到缓冲液中的临时存储。然后,可以使用空运,电动泵和加压的水系统将结节浆液通过立管绳抬起到表面容器28。至少有一次,结节形成了堵塞,并抬起耙子,停止结节收集。以前的结节收集是在现场与表演雪橇进行的。记录车辆位置,参考长基线声学阵列, 由八个网站周围的八个应答器信标获悉。阵列提供了良好的相对导航:绝对导航由早期的卫星导航系统提供。当时估计的测试位置准确地在已知现代位置的大约500 m内。
在RV调速器Ray43的三次巡游中,在收集器测试区域获得了海底的照片。在测试之前进行了两次巡游(1978年6月,GR7801; 1978年11月,GR7804),一次(1979年10月,GR7904)进行了一次巡游。使用Benthos 35毫米胶片摄像头收集单色图像,该摄像头垂直安装在拖曳框架上。海底上方的高度由211型高度计确定,并在每个照相框架上记录。在0.6至9 m的高度上收集了可见海底的图像。在分析中仅包括在高度小于3.5 m处收集的图像,因为这允许可靠检测到大于20 mm的巨型标本。通过手动检查删除了重叠的图像(总共可以分析1,929张图像,可从参考文献44获得)。尽管轨道没有在本调查中成像,但照片提供了有关随着时间的流逝而变化的重要背景,并用于评估大型社区。
在2月14日至2023年3月12日之间,在RRS James Cook Expedition JC241中收集了样本,图像和其他数据(有关元数据,数据摘要和完整数据,请参见补充数据1)。这次探险集中在1979年的收藏家测试区域。该地区不在目前的任何国际海床勘探合同区域内,而是位于现在签约库克群岛投资公司的三个地区以南1-3公里处。在2023年选择了四个治疗类别进行评估,每种治疗类别预计在OMCO测试期间会有不同类型的干扰:(1)收集轨道,4.5米宽的区域有效地通过收集器耙开采,具有明显的机械扰动,平坦的表面和结节耗尽;(2)车辆推进轨道,深度为0.2-0.8米,深达2米宽的平行犁沟,其收集轨道的每一侧都具有严重的机械干扰,仍然很明显,凹形,很少可见。(3)与车辆轨道相邻(5-10 m)的羽状区域,没有明显的干扰,主要是平坦的,并且具有高结节丰度,并且(4)控制位点,该控制地点假设未受到影响的区域位于OMCO测试区域东部约2 km,但具有相似的地形特征,尤其是平坦的,尤其是较高的结节且较高的结节。由于远程操作的车辆(ROV)无法触及到核心或拾起动物标本,因此无法进行深度推进轨道。
使用UK ROV ISI,使用UK ROV ROV ISIS获取了多微型声纳数据(Reson 7125),摄影(Insite Super Scorpio和国家海洋学中心(NOC)AESA相机)和视频(Insite Mini Zeus Mk2,Kongsberg Eyeball Mk2,Kongsberg Eyeball Cam)的成像以及使用UK Rov ISIS的海底沉积物,nodiment,nodiments,nodiments,nodiment和动物的样本。ROV相对导航使用RDI导航器300 kHz底部跟踪多普勒速度日志(DVL)。降低的齿轮配备了Sonardyne Ranger2 Ultra-Short基线(USBL)声音灯塔,以确保准确的定位。ROV Multibeam Echosounder数据记录在PDS2000中,并使用Qimera v.2.4.3进行处理。使用DVL导航对USBL位置进行了更新,并应用了潮汐校正。MultiBeam回声器反向散射处理是根据处理后的测深文件在FMGT v.7.10.1中进行的。在Arcmap v.10.6中应用了进一步的导航调整以补偿DVL漂移,并在其中创建了最终合并的网格。
用50×50厘米的USNEL盒杆(n = 19)45,Bowers和Connelly Megacore(n = 8; 100毫米直径管),ROV推芯(N> 38; 55 mm直径)和5-m重力核心(N = 6; 70 mm直径范围内的特定特定功能)获取沉积物样品。相对于轨道的某些盒子,巨型岩心和重力核的位置是根据其烙印的ROV图像确定的,但并非全部都可以找到。Megafauna通过ROV直接收集进行了取样。使用鱼类陷阱Lander46对鱼进行采样。
盒子提供了结节和沉积物大氟纳的定量样品。BoxCore配备了USBL定位信标,并为精确针对特定功能而付出了一切努力。某些盒子相对于轨道的位置是由ROV图像确定的,但并非所有盒子都可以以这种方式找到。由于位置存在一些不确定性(估计±5 m),因此我们无法准确确定每个盒杆是否已降落在收集器轨道中。结果,我们将所有样品分组在一起,这些样品距离轨道10 m内获得,并将其与对照条件进行了比较。这与其他分析是一种不同的方法,在该方法中,可以通过ROV图像和精确收集来准确地将样品与轨道相对于轨道进行定位。
为了处理盒子,除去结节,并立即整理和保存结节动物动物群。从整个核心的100毫米沉积物中提取沉积物动物,并通过用冷过滤的海水筛成300 µm的筛子来覆盖水。在通过300 µm的筛子筛分之前,将15×15厘米的子核切成两层,分别为0–20和20-50毫米,现场排序,拍照并保存在80%的非贬低乙醇中。盒杆中的所有剩余沉积物在0-20、20-50和50–100毫米的层中切成薄片,并在300 µm的筛子上筛分,然后固定在100%非镇定的乙醇47中。为了进行定量分析,将来自15×15 cm子核心的所有数据与主要样本结合使用。为此分析,将个体确定为门水平。仅当出现头部时,仅计算节肢动物和annelids,并且仅当出现口腔椎间盘时echinoderms。对于宏福型密度,呈现了整个盒杆中的生物数量(将实时排序数量添加到从核心的其余部分中添加的数字)。在任何沉积物层中回收的任何结节型动物群都被排除在沉积物和结节动物区系中,以避免不一致。对于沉积物大氟纳,将任何上层植物(例如,chaetognaths,阑尾,ceno骨)或梅奥福塔(Meiofauna)(例如,halicarids,ostracods和copepods)都被排除在分析之外。
使用ROV推芯对Meiofaunal有孔虫进行采样,以在收集轨道,羽状区域和控制位点进行精确采样。对于Meiofaunal有孔虫的评估,将核心以10毫米的间隔挤出,并保存在70%的非定位乙醇中。通过63 µm的网格筛分样品,并使用32MP传感器摄像头的Leica M205C显微镜鉴定,计数,拍照和分化为Live或Dead,从前10毫米的有孔虫被鉴定,计数,拍照和分化。
通过稳定的同位素脉冲追逐实验评估了总细菌生物量(MG C M-2)和13C的同化(Mg 13c M-2)。部署了四个底栖孵化室:两个底栖孵化室在轨道上进行,在轨道上进行了两个大约20 m,在沉积物上没有可见干扰。轨道样品在预期受羽流影响的区域内。将总共0.2 g的同位素标记的Phaeodactylum Tricornutum(在具有25%13C和15N的培养基中生长)被注入每个腔室。大约70小时后,除去孵育室,并使用ROV推动芯在烙印中采样(每个腔室n = 3)中的沉积物。采样并冷冻了20毫米的沉积物。根据标准的提取和加工方法,根据浓度并掺入细菌脂肪酸(IC15:0)中的总细菌生物量和同化。48。它们使用了以细菌为主的沉积物中遇到的平均分数特异性细菌与磷脂脂肪酸(PLFA)的比率(0.017)。然后通过考虑到添加的藻类(3.9原子%)中的分数丰度(c同化= 13c comprated(mg 13c m -m m − grianty),将13C吸收值(Mg 13c M -2)转换为每日C同化速率(Mg C M -2天-2天-1)。
评估总氮,总碳和总有机碳的评估是从前5毫米的沉积物Megacores和ROV推芯进行的。切成薄片,将这些核心储存在箔衬里的培养皿中,并冷冻(-20°C)。在分析之前,在实验室沉积物中被冻干和匀浆。使用Flashsmart元素分析仪(Thermo Scientific)在酸蒸气处理(HCL; 12 h)后分析样品。使用高有机沉积物标准OA和低有机土壤标准OA(元素微分析有限公司,NIST认证的值)的不同权重进行了四点校准。然后,在跑步的开始,中和结束时,将标准分析为未知数,以检查精度。未知数的结果在高度有机标准的认证值(碳7.17±0.09%,氮为0.57±0.02%)的不确定性限制之内,低有机标准(碳1.65±0.02%,氮基因0.14±0.01%),均为100 ppm和n。
通过与参考文献相同的方法,通过激光衍射(Malvern Mastersizer)测量沉积物晶粒尺寸。49。
使用带有24个10-L NISKIN瓶,Seabird SBE 9plus CTD单元和RDI 300 kHz降低的ADCP的CTD玫瑰花塞进行测量和样品。
具有Settling50的浊度电流框模型用于根据OMCO检验的操作参数计算羽流沉积,以及来自移动源的重力电流的研究结果51。根据在现场测得的沉积物特性考虑了一系列粒子沉降速度和沉积物动员,以研究沉积模式的可能范围。考虑了整个场景范围内的三种悬浮沉积物。这些对应于耙子的上部3、5和7厘米,以及由Archimedes螺钉创建的犁沟区域的1%,5%和10%对应,以覆盖一系列潜在的情况。这等同于2.31、2.6和5.1 kg M -3的排放浓度。此外,考虑了三个分布的沉降速度分布,最慢的情况是速度约为0.1 mm s -1,而最快的场景则由3.5 mm s -1的速度占主导地位。呈现的结果(图1)对应于所有参数中的中间场景。在所研究的任何情况下,模型沉积厚度不超过15 mm或距轨道延伸超过100 m(扩展数据图5),因此中间场景被认为是合理的表示。
使用在OMCO测试和控制区域上安装在ROV ISIS上的几个相机系统获得了海底的可扩展,高分辨率图像和视频样品(扩展数据图1-3)。使用Grasshopper2 GS2-GE-50S5C摄像头收集垂直面对的照片,在收集轨道,羽状区域和控制位置52中,而高清视频视频样本是使用Super-Scorpio HDR-CX560V摄像机收集的,以在车辆推进轨迹中表征社区中的社区53。所有图像和视频数据均在海底上方2.5 m的目标高度收集。
根据USBL和DVL导航数据,从分析中删除了两次ROV成像调查期间调查的重叠海床区域,因此未重复动植物计数。删除前检查静止图像和视频图像的重叠区域。在视频分析中,所调查的区域的固定宽度为2 m,只能保留在推进轨迹的全部宽度以进行后续数值分析的部分。仅使用清除结节的收集轨道上的静态图像才用于计算“轨道”密度。可以始终检测到大于20毫米的Megafauna标本,并在静止图像集和视频中计数。使用Biigle V.2.0 Software54从前面的预计和2023张图像以相同的方式计数,测量和鉴定。根据基于代码的基于代码的Abyssal Pacific标准化的Megafauna Atlas v.1,将动物鉴定为最低的分类水平(形态型,通常是未描述的物种中的属或家庭水平)。(APSMA,参考文献55)。APSMA目录遵循开放命名56,以报告每个分类单元中达到的分类分析,但是从目录中确定的所有形态型被视为被分类专家完全不同,可以自信地被视为单独的物种。分类的分类单元居住在封闭的壳或管中(例如,大多数多核)被排除在分析之外,因为不可能从图像数据中确定它们是否还活着。图像注释是通过对先前注释的图像进行随机检查的质量控制的,并使用标签审查网格概述工具进行了几项检查以确定的一致性。样品单位由随机选择的图像组成而无需替换,直到达到一致的海床区域(1,200平方米,相当于大约1,060张图像)。
为了评估羽状沉积是否可以降低结节升高,在对照中测试了微浮雕差异,在轨道的东部和西部进行了5 m。对于每个位置,选择了三个连续图像的随机组,以生产具有3D摄影模型的海底模型的10米海床部分的重复(毫米分辨率,Agisoft metashape,v.2.0.1)。用ROV的导航,海拔和态度来缩放模型。对于每个模型,在R作为栅格中导入了一个厘米分辨率的地理学数字地形模型(DTM)。使用函数adjSD(包装MultisCaledTM,V.0.8.3,ref。57; Extended Data Data图6A,b),使用9×9 cm2的移动窗口(即大约是单个结节的面积)计算了测深的局部标准偏差(即微浮雕)。对于每个样带,将DTM微浮雕随机分为每个样品的20个子样本而无需替换。从每个子样本(n = 180)中检索最大的微浮雕值,以分离海底沉积物和结节之间的较大高度差。通过非参数Kruskal – Wallis和事后Wilcoxon测试测试了位置之间最大的微浮雕差异。微浮雕可能与OMCO收集器排放的羽流材料有关(如图1所示,如图1所示)。
本研究的所有合作者都符合自然投资组合期刊所要求的作者标准的所有合作者,因为他们的参与对于研究和实施研究至关重要。这项工作是在国家管辖区以外的地区进行的,没有明确的当地合作伙伴。与我们的研究相关的本地和区域研究被引用了。
有关研究设计的更多信息可在与本文有关的自然投资组合报告摘要中获得。