海洋学家制作了整个鳕鱼海滩的第一张图片

在大多数情况下，成熟的大西洋鳕鱼是一种孤独的生物，它大部分时间都远离海洋表面，以坚硬的鱼类、鱿鱼、螃蟹、虾和龙虾为食——除非是产卵季节，此时鱼类会成群结队地前往数百万个浅滩，这些浅滩彼此形成巨大的浅滩，类似于海洋中疯狂而繁荣的岛屿。

这些大规模的产卵鱼群可能会为整个鳕鱼种群的健康状况提供线索——这是追踪物种恢复情况的重要指标，特别是在新英格兰和加拿大，那里的鳕鱼已经因几十年的过度捕捞而严重枯竭。

但是，海洋是一个黑暗的地方，鱼天生具有高度的流动性，因此很难对它们进行绘制和计数。现在，一个来自麻省理工学院的海洋学家团队已经去了挪威——世界上最后几个鳕鱼仍然繁盛的地区之一——并首次使用了天气声学系统，几乎瞬间照亮了整个鳕鱼群。产卵季节的高度。

该团队由机械工程教授、海洋工程中心主任尼古拉斯马克里斯(Nicholas Makris)和挪威海洋研究所的OlavRuneGod领导，能够对几个最大跨度为50公里或约30公里的鳕鱼群进行成像。迈尔斯。根据他们拍摄的图像，研究人员估计平均鳕鱼数量约为1000万条。

他们还发现，当鳕鱼总数低于平均鱼群规模时，该物种数十年来一直在减少。

“这种平均鱼群规模几乎就像一个下限，”马克里斯说。“可悲的是，鳕鱼似乎几乎无处不在。”

马克里斯和他的同事在《鱼类和渔业》杂志上发表了他们的发现。

深处的回声

多年来，研究人员一直试图用高频船体安装声纳仪器对鳕鱼和鲱鱼群进行成像，这些仪器可以在移动的研究船下引导窄波束。这些船以类似割草机的模式穿过一个海域，通过发射高频声波对浅滩的切片进行成像，并测量信号从鱼反弹到船上所需的时间。但是，这种方法需要船在水中缓慢移动才能得到计数；一项调查可能需要几个星期才能完成。通常，任何特定的膨胀浅滩只有一小部分被取样。通常情况下，浅滩在测量轨迹之间完全消失，浅滩动力从未被捕获。

该团队使用海洋声波导遥感或OAWRS系统，这是麻省理工学院开发的成像技术，由Makris和合著者Purnima Ratilal发射，其发射的低频声波可以在比高频更宽的范围内传播声纳。声波基本上被调整以从鱼身上反弹回来，尤其是从它们的鱼鳔上反弹回来，鱼鳔是一种充满气体的器官，可以反射声波，就像铃鼓上的回声一样。当这些回声返回到船上时，研究人员可以将它们聚集在一起，生成广阔区域内数百万条鱼的即时图像。

及格

2014年2月和3月，Makris和一群学生及研究人员前往挪威，在产卵旺季统计鳕鱼、鲱鱼和带鱼的数量。他们把OAWRS拖上了美国海军科考船克诺尔号，该船由伍兹霍尔海洋研究所运营。最著名的是船上的那艘船。研究人员发现了泰坦尼克号的残骸。

这艘船离开伍兹霍尔，在两周内横渡了大西洋。在此期间，船员们不断与冬天的风暴和汹涌的大海作斗争。当他们最终到达挪威南部海岸时，他们对整个挪威海岸的鲱鱼、鳕鱼和带鱼进行了成像，在接下来的三周内，从北部城镇阿勒松德到俄罗斯边境。

“水下地形和陆地一样危险，有海床、山脊和峡湾，”马克里斯回忆道。“数十亿条鲱鱼实际上藏在阿勒松德附近的一个水下峡湾里，白天大约300米，晚上上升到大约100米深的架子上。我们的任务是立即对它们的整个鱼群进行成像，将其延伸至数公里，并阐明它们的行为。”

透过飓风窗口

当他们搬到挪威海岸时，研究人员拖着一个长度为0.5公里的无源水下麦克风阵列和一个发射低频声波的设备。在对挪威南部的鲱鱼群进行成像后，该团队向北移动到了洛弗敦群岛，这是一个布满陡峭悬崖和山脉的群岛，描绘了埃德加艾伦坡的《坠入大漩涡》，诗人在其中记录了这一地区丰富的鳕鱼。

直到今天，洛弗东仍然是鳕鱼的主要产卵场，在那里，麦克里斯的团队能够制作出横跨50公里的整个鳕鱼群的第一张图像。

在旅程的最后，研究人员计划对最后一个鳕鱼区进行成像，就像飓风一样。该团队意识到，只有两个相对平静的风窗可以操作他们的成像设备。

“所以我们去了那里，获得了良好的数据，并在眼墙的影响下逃到了附近的峡湾，”马克里斯回忆道。“我们在黎明时分用30英尺的海面结束了挪威海岸警卫队，用一种奇怪而舒缓的年轻声音敦促我们撤离该地区。”在完成探险之前，探险队在那里拍摄了一个略小的浅滩，大约10公里。

边缘上

回到陆地上，研究人员分析了他们的图像，估计平均鱼群规模约为1000万条鱼。他们还研究了挪威、新英格兰、北海和加拿大的鳕鱼历史记录，发现了一个有趣的趋势：那些地区——比如新英格兰——经历了鳕鱼数量的长期下降。

。鳕鱼种群数量下降到大约1000万 - 与平均浅滩数量相同。当鳕鱼降到这个阈值以下时，人口需要几十年才能恢复，如果它完全恢复的话。

在挪威，鳕鱼种群总是保持在1000万以上，并且能够恢复，多年来恢复到工业化前的水平，即使在20世纪中期显着下降之后。该团队还对鲱鱼群进行了成像，并发现了历史上类似的趋势：当总人口数量低于平均鲱鱼产卵群时，鱼类需要数十年的时间才能恢复。

Makris和Godø希望该团队的成果将成为各种衡量标准，帮助研究人员跟踪鱼类种群并识别物种何时濒临崩溃。

“海洋是一个黑暗的地方，你看着那里，看不到发生了什么，”马克里斯说。“这是一个免费的所有人，直到你开始照亮它并看到正在发生的事情。然后你就可以正确地欣赏，理解和管理。”他补充说：“即使现场工作既困难，耗时又昂贵，确认和启发理论，模型和模拟至关重要。”

这项研究部分得到了挪威海洋研究所，海军研究办公室和国家科学基金会的支持。