Dari atas mereka menyerupai patung-patung hitam dan putih kecil, dibekukan di tempat dan dimiliki oleh beberapa dunia masa lalu. Penguin maharaja, dalam banyak cara, yang lain-dunia, telah berkembang untuk bertahan musim sejuk yang paling keras di Bumi. Melalui lensa zoom 400 milimeter yang meletakkan tetingkap helikopter, pasangan yang dipadankan muncul sebagai penggera garam porselin antik yang dibancuh salji di rak ais berdebu.
Antartika bukan untuk jantung yang lemah. Selama seratus tahun, penjelajah dan ahli biologi telah terpesona oleh kekejamannya. Oleh itu, masuk akal bahawa kita akan terpesona oleh satu-satunya spesies yang cuba membiakkan melalui musim sejuk yang tidak dikehendaki benua itu. Kami telah mengikuti perarakan, kejayaan dan kejayaan telur penguin Cape Crozier koloni penguin di skrin perak. Selama sepuluh tahun, satelit kami telah membongkar foto-foto 53 koloni lain yang diketahui, ketika hari-hari tanpa awan dan orbit menyelaraskan. Kini, usaha antarabangsa sedang dibundel untuk melihat apakah imej-imej ini dari ruang angkasa dapat memberitahu kita, untuk kali pertama, berapa penguin Kaisar yang tersisa di dunia.
Maharaja penguin dewasa dan anak ayam di Cape Crozier pada 29 Oktober 2018. (Sara Labrousse / David Iles) "Kebanyakan apa yang kita tahu tentang populasi penguin Kaisar berasal dari hanya beberapa koloni yang dipelajari dengan baik. Kami sebenarnya tidak pasti bagaimana kebanyakan penduduk melakukan, " kata Dave Iles, penyelidik pasca doktoral di Institut Oceanografi Woods Hole di Massachusetts. "Tetapi data satelit sepenuhnya akan mengubahnya."
Iles adalah sebahagian daripada pasukan saintis yang menguji sama ada imej resolusi tinggi yang diambil dari satelit boleh digunakan untuk mengesan koloni mana yang semakin meningkat dan yang mungkin berisiko runtuh. Mengikut model iklim yang meramalkan kemerosotan meluas dalam ais laut pada akhir abad, dijangka penurunan penguin Kaisar sangat dramatik bahawa sesetengah pakar sedang berusaha untuk menyenaraikannya di bawah Akta Spesies Terancam. Tetapi untuk melakukan ini memerlukan kerjasama antarabangsa untuk mengira setiap burung terakhir.
Penolong Profesor Sains Marin Michelle LaRue mengetuai pertuduhan di Stesen Penyelidikan Antartika AS McMurdo. Dia baru-baru ini berpindah dari Universiti Minnesota ke Universiti Canterbury di New Zealand, sebahagiannya untuk menjadi lebih dekat dengan pelabuhan Antartika. LaRue berasa tenang dalam kehadiran maharaja penguin yang mulia. Dia menghidupkan data pemetaan habitat Antartika dari meja di Minnesota ke dalam pemantauan kerjaya yang paling karat binatang Antarctica, termasuk Weddell Seals dan penguin Adelie-Kaisar yang lebih kecil, sillier sepupu. Perjalanan ini ke Antartika, ketujuhnya, LaRue telah mengumpulkan pasukan untuk membantu memadankan imej-imej koloni penguin Kaisar yang diambil dari helikopter kepada mereka yang diambil jauh lebih jauh oleh satelit. Ekspedisi itu melawat tujuh koloni di sepanjang Laut Ross berhampiran kawasan McMurdo dan mengira koloni terdekat lima kali untuk mengukur berapa banyak jumlah penguin berfluktuasi dari hari ke hari.
"Buat pertama kalinya kita dapat secara empiris mengatakan berapa banyak penguin Maharaja yang telah ada dan bagaimana penduduk-penduduk tersebut telah berubah selama sepuluh tahun, " kata LaRue. "Sehingga hari ini, kerja yang telah dilakukan telah dimodelkan."
Gambar pasukan: dari L ke R, Michelle LaRue, Leo Salas, juruterbang Jesse Clayton, co-pilot Chris Hilbert, Michelle Lacey, Dave Iles dan Sara Labrousse. (Stesen Penyelidikan McMurdo) Kembali ke Woods Hole Oceanographic Institute di Massachusetts, wanita di belakang model adalah Stef Jenouvrier, ahli ekologi burung laut Perancis yang mengkaji respon populasi haiwan terhadap perubahan iklim. Beliau dan penyelidik pasca doktoral Sara Labrousse, juga dari Perancis, telah bekerjasama dengan LaRue, Iles dan Leonardo Salas, seorang ahli ekologi kuantitatif dengan Sains Pemuliharaan Point Blue, untuk menggabungkan satu dekad data dari imej satelit dengan model ekologi bagaimana populasi haiwan berfluktuasi dari masa ke masa . Matlamat mereka adalah untuk memahami dengan lebih baik bagaimana penguin Maharaja mengasyikkan sebagai pemanasan ais dan perubahan sebagai tindak balas terhadap perubahan iklim.
Jenouvrier mengatakan dia tidak pernah menjadi pemerhati burung tetapi terpikat ke dalam projek itu dengan adanya data mengenai Aves Antartika misteri ini. Sekarang Jenouvrier terpaut, dan dia juga mengaitkan Labrousse, pesaing Olimpik 2012 dalam berenang disegerakan yang membuang kepercayaan bawah airnya menjadi PhD pada anjing laut gajah, pemangsa besar yang memburu di bawah ais Antartika.
Bersama-sama dengan pasukan penyelidikan penguin Kaisar Antartika antarabangsa, mereka berharap untuk memetakan bagaimana penguin Kaisar bergerak di atas ais untuk mencari makanan, kehangatan dan pasangan-dan untuk menentukan berapa banyak haiwan ini ditinggalkan. Pada tahun 2009, model komputer menganggarkan penduduk 600, 000 individu. Sudah tiba masanya untuk melihat bagaimana mereka melakukannya.
Peta Antartika dengan lokasi Stesen Penyelidikan Antartika McMurdo (kiri) dan peta koloni penguin Kaisar berhampiran MucMurdo di sepanjang Laut Ross (kanan). (Gambar ihsan Sara Labrousse.) ************
Hari pertama di udara, pasukan itu mengira 1, 536 penguin dari foto yang dijahit bersama mereka yang diambil dari koloni Cape Crozier yang terletak di dalam retak yang terlindung di dalam ais. Iles dan Labrousse menembak gambar tingkap helikopter sementara Salas mengambil nota, mengarahkan LaRue dan juruterbang, Jesse Clayton, bulatan tinggi di atas supaya tidak mengganggu tingkah laku koloni. Pada kategori berikutnya dua hari-apabila angin kencang dan jarak penglihatan yang rendah semua penerbangan-pasukan pesanan pizza dan membandingkan jumlah penguin mereka dari foto udara dan imejan satelit.
Iles telah bekerja di bahagian tepi ais di atas bumi sebelum ini. Beliau membelanjakan lapan musim panas untuk mengkaji bagaimana salji angsa menanggapi perubahan iklim di Manitoba, Kanada, sambil mengawasi kabut arktik untuk beruang kutub dengan kebiasaan jahat campuran dengan batu putih. Ini adalah perjalanan pertamanya ke wilayah kutub selatan, dan kali pertama kopinya beku ketika berjalan di luar di antara dua bangunan penyelidikan.
Skala Antartika sukar untuk dimasukkan ke dalam kata-kata, kata Iles. Gunung berapi aktif di belakang stesen McMurdo kerap meludahkan bola api ke langit. Gunung 13, 000 kaki naik dalam sistem cuaca yang menakutkan juruterbang menyelamat Everest yang berpengalaman. Dan bangkai meterai berusia 100 tahun yang ditinggalkan oleh penjelajah awal kelihatan seperti ia dipotong semalam, bahagian dalamannya yang berminyak melimpah ke dalam ais, dengan sempurna dipelihara.
Pasukan ini mencipta imej lengkap koloni penguin Kaisar Cape Crozier ini dengan menjahit bersama ratusan gambar yang diambil dari malaikat yang berbeza pada zoom 400mm ketika helikopter terbang di atas tanah jajahan. (Sara Labrousse) Untuk semua Antartika yang tetap berterusan-anginnya yang menggigit, sejuknya yang tidak menentu, janjinya pengembaraan yang luas dan mematikan-platform yang sangat padanya sentiasa berubah. Musim sejuk berlangsung dari Mac hingga Oktober. Selepas matahari terbit musim panas yang lalu, apabila kebanyakan penyelidik telah kembali ke pangkalan daratan mereka pada musim semi di Hemisfera Utara, suhu jatuh di Antartika dan permukaan lautan mula membeku. Pertama ia merebak sebagai lapisan nipis ais gris. Kemudian bentuk ais lempeng seperti lapisan berminyak tebal. Satu timbunan lempeng sama ada dibawa ke laut sebagai ais hanyut atau ditolak ke tanah besar untuk membentuk pek ais, yang akan menjadi habitat untuk spesies seperti anjing Leopard, petrol Salji dan penguin Adelie apabila mereka kembali pada bulan-bulan yang lebih cerah. Penguin maharaja bergantung kepada kedua-dua pek ais dan ais cepat, atau ais cepat-cepat, yang membentuk sepanjang garis pantai di bathymetry cetek. Apabila suhu dan lautan global hangat, semua habitat ini boleh berisiko meleleh. Di Antartika, bagaimanapun, tidak ada yang mudah.
"Sejauh ini, perubahan es laut tidak dikaitkan, pasti, untuk perubahan iklim, " kata Jenouvrier. "Variasi semulajadi di Antartika begitu besar sehingga sulit untuk menentukan pengaruh perubahan iklim yang tepat, tidak jelas seperti di Arktik, di mana kita tahu bahawa lautan laut mencair. Pola cuaca di Antartika lebih kompleks."
"Anda mempunyai banyak sistem yang berbeza yang berubah bersama, " tambah Labrousse.
Lantai laut Antartika. (Steve Clabuesch) ************
Phil Trathan, seorang Biologi Pemuliharaan dengan Penyiasatan Antartika Britain, juga menjejaki penguin empayar menggunakan imejan satelit dan telah bekerjasama dengan LaRue dan Jenouvrier pada masa lalu. Dia bekerja mengira koloni berhampiran Stesen Penyelidikan British, kira-kira 2, 000 batu jauhnya di seberang Kutub Selatan dari McMurdo. Kedua-dua kumpulan itu adalah sebahagian daripada rangkaian "penyelidik Emp" yang lebih luas, seperti yang disebut Trathan. Tahun lepas, anak buahnya melakukan fly-overs untuk mengawasi 15 jajahan Kaisar antara 0 dan 19 darjah Barat.
Walau bagaimanapun, koloni yang terdekat dengan stesen British telah hilang. Setakat ini, anak kapal Trathan tidak dapat menjelaskan apa yang berlaku kepada jiran laut mereka. Dia ingin kembali ke Antartika untuk mencari koloni yang hilang, tetapi kawasan koloni di kawasan Laut Weddell sukar diakses. Penguins bergantung pada berkumpul bersama untuk kehangatan, sehingga koloni-koloni yang semakin berkurangan sering menyerahkan jawatan mereka dan bergabung dengan kumpulan lain yang berdekatan. Tetapi penguin tidak boleh dijejaki dengan kerah GPS, atas alasan etika dan praktikal, dan para ilmuwan tidak dapat mengetahui pasti apa yang telah terjadi pada sebuah koloni yang telah hilang.
Kehilangan itu adalah salah satu misteri yang peta peta satelit terperinci penguin Maharaja dapat membantu menyelesaikannya. Apabila semua saintis dalam rangkaian Emp meletakkan kiraan mereka bersama-sama, mereka akan mempunyai data tentang berapa banyak individu yang tinggal di setiap daripada 54 koloni penguin dan berapa banyak mereka beralih antara koloni dari masa ke masa, bercampur dengan kumpulan lain ketika mereka melintasi dunia es mereka .
"Bagi beberapa penguin untuk bergerak dalam pola batu loncatan di sekitar benua sebenarnya membantu seluruh spesies, " kata Trathan. Tetapi perubahan itu membuat kesejahteraan koloni individu sukar ditaksir.
Selain membenarkan kumpulan untuk menggabungkan kehangatan yang lebih besar, tingkah laku pertukaran koloni ini membantu mempelbagaikan genetik penguin, menjadikan seluruh spesies lebih teguh pada keadaan baru. Jenouvrier baru mula memasukkan maklumat genetik ke dalam model dinamika penduduknya. Mengesahkan bahawa imaginasi satelit boleh menyumbang kepada semua penguin di lokasi yang berbeza di seluruh benua akan memberikan modelnya tulang belakang untuk membimbing keputusan dasar penguin.
Trathan duduk di kumpulan pakar penguin dari Kesatuan Antarabangsa untuk Pemuliharaan Alam (IUCN) yang mengawasi penyenaraian spesies yang terancam. Ini proses yang rumit, dan mendapat hak sains adalah langkah pertama, katanya, diikuti dengan pertimbangan pilihan dasar dan manfaat penyenaraian spesies sebagai terancam. Trathan telah menyaksikan penurunan dalam tahap ais cepat di mana penguin membiak sebagai tambahan kepada kehilangan seluruh koloni. Tetapi dia menunggu nombor dari rangkaian Emp lain sebelum membuat keputusan tentang sama ada spesies itu harus disenaraikan.
Penguin kaisar melawat Pulau Tenten. (Michelle LaRue) John Hocevar nikmat perlindungan yang lebih serta-merta. Sebagai pengarah kempen Greenpeace's Protect the Oceans sejak tahun 2004, Hocevar tidak fikir kita mampu menunggu peraturan pemerintah untuk melindungi ekosistem laut. Dengan pemanasan semenanjung Antartika lebih cepat daripada hampir mana-mana rantau lain di Bumi, beliau berkata masa depan penguin Maharaja menuntut tindakan sekarang.
"Kebimbangan terbesar ialah perubahan iklim dan memancing, " kata Hocevar. "Kami mula melihat kemerosotan krill di kawasan-kawasan utama, pada masa yang sama, kami mempunyai kemudahan industri yang menyumbat krill secara langsung, tanpa krill yang berdekatan, penguin akan mengalami masalah sebenar, jika anda seorang penguin, semakin lama anda untuk pergi mencari makanan, dan meninggalkan anak ayam anda terdedah kepada pemangsa, semakin teruk peluang anda untuk bertahan hidup. "
Hocevar telah melihat keadaan krill secara langsung. Dia berada di Antartika tahun lepas menunaikan kapal selam di dasar laut yang berais untuk meninjau kawasan yang dicadangkan untuk tempat perlindungan laut baru. Penguin mengelilingi bot pasukan semasa mereka mendapat kapal selam siap di dek. Ketika Hocevar turun, dia melihat burung-burung memburu krill dan ikan melalui air yang berair, berair. Di bawah perairan yang lebih gelap di bawah ini, pasukannya mendapati mikroplastik di setiap trawl dasar laut yang ditariknya, yang menurut Hocevar mungkin ancaman yang tidak diingini kepada penguin.
"Sebahagian daripada penyelesaian untuk pengekalan penguin, dan setiap binatang lain, adalah untuk melepaskan diri dari idea bahawa kita boleh menggunakan sesuatu sekali dan membuangnya, " kata Hocevar. "Tidak ada yang 'pergi'."
China Long Ten krill menangkap kapal di South Bay, Pulau Livingston, Antartika (kiri). Krill mewakili komponen kritikal web makanan Antartika, menyediakan makanan untuk ikan, ikan paus, anjing laut, penguin dan invertebrat laut (kanan). (Kiri: Kredit Paul Hilton / Greenpeace Right: Christian Aslund / Greenpeace) Kumpulan Hocevar menggunakan citra satelit untuk mengesan penangkapan ikan lanun, penebangan hutan dan tumpahan minyak. Dia optimis mengenai apa yang dilakukan oleh LaRue dan Jenouvrier menggunakan imej satelit akan menyumbang kepada pemuliharaan penguin Kaisar. Membangunkan rancangan pengurusan yang saintis mempunyai keyakinan akan memerlukan pemahaman asas tentang berapa banyak penguin Kaisar yang tinggal dan bagaimana populasi mereka berkembang dan mengecut. Pada masa lalu, cabaran praktikal yang amat besar untuk mengendalikan semua 54 tanah jajahan, digabungkan dengan kadar perubahan pesat dalam keadaan Antartika, menjadikan Gunung Mt. Tugas berukuran Erebus. Mampu menukar model melalui satelit menawarkan harapan baru.
Untuk menangani pengiraan, LaRue telah melantik Heather Lynch di New York Stony Brook University. Lynch mengkaji aplikasi statistik untuk teka-teki biologi pemuliharaan, seperti survival dalam mamalia dan pola biodiversiti rangkaian dendritik. Apabila rangkaian "Emp" selesai menghitung tangan penguin dalam semua koloni 54, Lynch akan cuba melatih komputer untuk meniru hasilnya.
"Matlamat pai-in-the-sky ada, pada satu ketika, dapat memberi makan imej ke dalam program ini, dan sebaliknya ia akan memberitahu kami berapa banyak penguin di sana, " kata LaRue. Tanpa mata di orbit, menyimpan jumlah yang terkini sehingga hampir mustahil.
Mengira penguin dari imejan pada skrin komputer. (Sara Labrousse) ***********
Walaupun komputer dan satelit masa depan bersekongkol untuk mengira penguin tanpa bantuan kami, para saintis masih perlu melakukan perjalanan ke Antartika untuk memerhatikan anomali yang algoritma akan terlepas. Semasa mengelilingi koloni penguin Cape Crozier untuk ketiga kalinya, Iles melihat noda guano gelap di atas ais di kejauhan. Berpikir ia adalah tempat yang lebih kecil daripada pembiakan penguin Maharaja yang mereka telah terlepas pada penerbangan sebelumnya-guano noda adalah penunjuk membantu koloni dari atas - dia meminta juruterbang untuk menyiasat. Ternyata menjadi sekelompok 400 penguin Adelie, yang biasanya didapati hidup di buasir batu dan tidak diketahui meninggalkan guano noda pada es.
"Saya menghubungi pakar penguin Adelie dengan serta-merta dan bertanya kepada mereka 'Apakah ini? Pernahkah anda melihatnya sebelum ini?' LaRue kata.
Penguin adelie yang hidup di atas ais bukannya batu telah didokumentasikan pada tahun 1970-an, tetapi ia jarang berlaku dan belum pernah dilihat dalam bilangan tersebut. Apabila mereka mengkaji semula foto-foto udara, pasukan itu melihat sedikit diveks di dalam ais, sama rata, mencadangkan aktiviti bersarang. Penemuan ini dapat mempersulit algoritma Lynch, kerana kesan guano di atas ais telah diandaikan untuk menunjukkan kehadiran koloni Kaisar. Kini kemungkinan bahawa kesan sedemikian berasal dari penguin Adelie perlu dipertimbangkan. Tetapi LaRue berpendapat penampakan itu mengatakan lebih lanjut mengenai perubahan cara penguin Adelie, transformasi Antartika pada umumnya, dan keperluan untuk kembali ke ais untuk mengetahui lebih lanjut.
Kaisar dan Adelie Penguins berkongsi sepotong ais drift di Lautan Selatan. (Jiri Rezac / Greenpeace) Buat masa ini, pasukan mempunyai semua data yang mereka perlukan, setelah berjaya melawat semua tujuh koloni sasaran dan menghitung burung Cape Crozier pada lima hari yang berasingan. Mereka akan menggunakan maklumat itu untuk menjelaskan turun naik harian dalam model populasi penguin Kaisar. Dengan pengembaraan ais yang dibungkus, terdapat banyak kesedaran saintifik di hadapan.
"Ia sangat baik untuk keluar dan melihatnya, " kata Labrousse, "kerana biasanya saya hanya menonton imej satelit di komputer saya."
Pada tahun-tahun yang akan datang, sementara pasukan terus memotong patung-patung porselin di dalam gambar, sementara Lynch melatih komputer untuk dikira, sementara Trathan menunggu panggilan untuk pertemuan pakar burung laut IUCN dan sementara es Antartika mencairkan, kemudian kembali ke gris, kemudian pancake, kemudian pek ais, penguin Maharaja akan terus menaikkan anak ayam mereka di tengah musim hujan badai seperti biasa. Sementara itu, Hocevar mencadangkan bahawa usaha untuk menggantikan arang batu dengan tenaga boleh diperbaharui, saluran penangkapan ikan dengan tempat perlindungan laut dan plastik menggunakan tunggal dengan bekas yang boleh diguna semula boleh membantu meningkatkan kemungkinan bahawa kita akan mendapati penguin Kaisar yang terletak di tebing ais Cape Crozier yang luas untuk seratus tahun.
Semua gambar penyelidikan penguin Kaisar yang diambil di bawah Akta Pemuliharaan Antartika permit # 2019-006.
