借助新标签，研究人员可以追踪鲨鱼，直至海洋“暮光区”漆黑的深处

只有微弱的阳光才能穿透海洋的“暮光区”——海上旅行者在进入完全黑暗的水域时必须经过的朦胧边缘空间。这里是鲨鱼潜伏的绝佳地点。但它们究竟会去哪里，又会在这片如地狱般黑暗的地下世界中做些什么，生物学家对此仍知之甚少。

他们所知道的是，在水面以下 650 至 3,300 英尺（或 200 至 1,000 米）的“暮光区”深处，存在着秘密通道，鲨鱼可以通过这些通道在海洋中穿行而不被发现。尽管鲨鱼身上的标准卫星配对标签已经能够揭示部分此类行为，但由于当前技术的限制，数据仍然存在空白。一种新的标签正在研发中，科学家希望它能够结合现有海洋技术的最佳特性，更清楚地了解鲨鱼如何穿越“暮光区”。

伍兹霍尔海洋研究所的资深科学家西蒙·索罗德拿着一个灰色的球状装置，这个装置可以放在手掌中。他解释说，这种装置被称为弹出式卫星档案传输标签，是科学家用来追踪鲨鱼和金枪鱼等海洋动物移动的常规标签之一。它通过一条短绳附着在动物的肌肉组织上，不断记录温度、深度和光照水平。该装置利用对光照水平的检测，如日出、日落时间和白天长度，来提供大致位置，比如鱼是在地中海还是墨西哥湾。

在设定的时间段（大概几个月左右）后，燃烧线会激活，使标签脱离并使其弹出到地面。在整个部署过程中，标签不会与任何卫星通信。当它最后弹出时，它会将标签上的数据摘要传输到轨道卫星，然后传回办公室的研究人员。

另一种手掌大小的标签名为 SPOT，已被用来获取动物更精确的位置，但可能会偏差一英里左右。

这些标签很常见，也很可靠，但它们也有缺点。弹出式标签需要光来进行地理定位。“如果我们发现一些物种长时间生活在光线非常暗的暮光区，那么只要它们进入深海，我们就会失去它们或鲨鱼。这是一个真正的问题，因为许多大型远洋鱼类会花大量时间生活在深海，而这种光照水平甚至不起作用，”索罗德说。与此同时，SPOT 标签只能在条件合适时传输数据——佩戴标签的动物必须游到水面，标签才能与轨道卫星通信并获得位置。而且 SPOT 标签只适用于背鳍坚硬的大型海洋生物。“我们的标记技术存在漏洞，”他指出。

如此之深

2011 年左右，索罗德的团队从弹出式卫星标签中获得的第一个数据集来自他的合作者格雷格·斯科马尔，他给科德角附近的姥鲨贴上了标签。姥鲨是仅次于鲸鲨的第二大活鱼，它们夏天在那里游荡，但之后就消失了。“人们一直想知道它们去了哪里，”索罗德说。“人们认为它们真的沉到了海底，睡着了，然后在春天浮出水面。”

但七个月后，他们贴在鲨鱼身上的标签在加勒比海出现了。起初，当一个标签出现在那里时，他们以为这只是偶然。大约一周后，第二个标签出现在加勒比海。“有趣的是，加勒比海从未出现过姥鲨，”索罗德说。

当他们拿回标签时，他们明白了原因。“它们在科德角的水面上，但当它们离开过冬时，它们会潜入水中，从不浮出水面。它们会在 200 到 1,000 米（暮光区）的水下停留数月。而且它们只在加勒比海深处，”他说。“无法知道它们是否在那里，但它们绝对在那里。”

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以前，获取更多信息的一种方法是双重标记，即在同一只动物身上同时放置弹出式标记和 SPOT 标记。大约在 2012 年，Thorrold 和他的同事开始这样做：将两种标记类型放在鲨鱼、大鳐鱼和鲸鲨身上。“我们很快发现的一种行为是，我们标记的所有东西都比我们想象的要深，”他说。这包括鲸鲨，它们把自己的育儿室藏在人们看不见的地方。

在接下来的几年里，更多的研究表明，暮光区中存在一个丰富且相对未知的生态系统，其中充满了大型鱼类和其他生物。这些动物被认为在全球现象中发挥着作用，包括调节气候和稳定海洋食物网。

“有趣的是，我们的标记数据显示，鲨鱼和鳐鱼都知道深海生物的存在。所以当它们在公海时，特别是在这些海面上没有太多活动的公海环流中，它们都会潜入深海，”索罗德说。“这是一个生物学问题，即这些捕食者对深海生物量的依赖程度——我们仍然对这个问题感兴趣。”

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他们对热带深海鲨鱼蓝鲨进行了双重标记，并能够利用增强的数据来展示这些鲨鱼如何利用海洋天气，特别是暖核涡流（温暖的螺旋状水团）潜入深海（可能是为了觅食），如果没有涡流，它们就无法做到这一点。“它只是向我们展示了洋流之间的这种相互作用，特别是这些规模较小的海洋风暴，以及这些大型捕食者的适宜生态，”索罗德说。

一个新标签

目前，该团队正在测试一种名为 ROAM 的新型卫星标签。它比 SPOT 和弹出式标签小得多。它的核心只有几英寸长，可以让研究人员在弱光条件下更精确地定位动物，即使它们没有浮出水面。“这是一个完整的海洋深度标签，让我们能够追踪大片海洋区域，但精度足以让我们进行这些类型的分析，就像我们能从 SPOT 标签中获取 GPS 类型的位置数据时所做的那样，”Thorrold 说。本质上，它将研究人员从 SPOT 和弹出式标签获得的数据整合到一个更小的单一设备中，因此可以放在更多种类的鱼身上，比如金枪鱼或剑鱼。

“这就是我们设计 ROAM 标签的科学动机，即这些不同类型的鱼是否使用与鲨鱼相同的特征，”Thorrold 说。

ROAM 标签并非一项全新的技术。它是 RAFOS 浮标的微型版本，RAFOS 浮标是一个 6 英尺长的玻璃圆柱体，可以测量温度、盐度和压力。标签和浮标都包含水听器和时钟。

与浮标一样，这些标签可以监听研究人员在海洋中布置的一系列固定信标发出的声音。这些信标或声源是连接在海洋系泊设备上的大型管道，可在约半英里深处产生 261 至 263 赫兹的声音信号，因为那里是海洋深层声道。“有些动物肯定能听到这个频率，但不足以形成冲击波，”索罗德解释说。通过这个声道，声音可以传播数百英里。由于传播距离很长，所以不需要那么多声源就能覆盖大片海洋。它主要被编程为每天两次发出一次持续约 35 秒的信号。

当标签检测到来自声源的信号时，它会记录下来并在上面打上时间戳。通过对声音在水体中传播速度的一些假设，研究人员可以估算出标签与声源之间的距离。如果标签可以接收到来自两个声源的信号，那么它的范围就会缩小到两个可能的位置。如果它可以接收到三个声源，那么它的位置就会被三角定位。当 ROAM 标签在旅程结束时出现时，来自它的数据会通过卫星传回。

“部署声源，然后部署标签，以高精度跟踪大片海域水柱中的鱼类，这种想法是可行的，”索罗德说。“把所有这些结合起来，你就有了一种相当具有变革性的技术，可以确定动物在海洋中的去向，以及它们可能使用哪些类型的特征来做到这一点。”

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ROAM 标签的实用性取决于科学家研究区域内声源的覆盖范围。这意味着研究人员必须仔细设计他们的阵列。今年夏天，Thorrold 和他的团队将研究这些信标应该相隔多远才能最大限度地发挥它们的作用。他们已经向海洋中投放了两个声源，并计划再投放两个。他估计，这应该能让他们“在墨西哥湾流开始向近海流动并形成大量涡流的区域获得相当好的覆盖范围”。

使用这些标签来查询特定位置是伍兹霍尔海洋研究所海洋暮光区项目的重要组成部分。它们与其他技术（如机器人和 eDNA 采样器）一起部署。尽管该团队从西北大西洋的几个声源开始，但有可能将这一覆盖范围扩展到格陵兰岛、英国和欧洲的部分地区。

通过提供更多有关暮光区生态如何运作以及这些大型食肉动物如何利用它在世界各地活动的数据，索罗德希望它们能够为未来的国际保护和动态渔业管理工作提供参考——既保护鲸鲨等濒危物种免受渔具缠绕，又能保障粮食安全。

“我们想要推动并帮助实施新的渔业管理方法。其中之一就是动态渔业管理，它可以了解鱼的移动情况，”索罗德说。“我们拥有所有这些出色的技术，我们可以找到鱼的位置、渔船的位置，我们可以更智能地了解捕鱼的方式和地点。”