L'île volcanique de Kueishantao au nord-est de Taïwan est un habitat extrême pour les organismes marins. Avec un volcan actif, la zone côtière possède un champ hydrothermal unique avec une multitude de sources chaudes et de gaz volcaniques. L'acidité de la zone d'étude était parmi les plus élevées au monde. L'eau peu profonde facilement accessible autour de l'île volcanique représente donc un environnement de recherche idéal pour étudier l'adaptabilité des organismes marins, dont certains hautement spécialisés, comme les crabes, à l'eau de mer hautement acidifiée et toxique.

Depuis une dizaine d'années, chercheurs marins de l'Institut des géosciences de l'Université de Kiel (CAU), avec leurs partenaires chinois et taïwanais de l'Université du Zhejiang à Hangzhou et de la National Taiwan Ocean University à Keelung, des données collectées régulièrement sur la géologie, processus chimiques et biologiques lorsque deux événements ont perturbé les résultats de la série chronologique en 2016. Premièrement, l'île a été secouée par un tremblement de terre et frappée par le violent typhon tropical Nepartak quelques semaines plus tard. Sur la base de données collectées depuis de nombreuses années, les chercheurs de Kiel, La Chine et Taïwan étaient désormais en mesure de démontrer pour la première fois que les processus biogéochimiques avaient changé en raison des conséquences de l'énorme tremblement de terre et du typhon et comment différents organismes ont pu s'adapter à la biogéochimie modifiée de l'eau de mer en seulement un an. Les premiers résultats de l'étude interdisciplinaire, sur la base de nombreuses données remontant aux années 1960, ont été récemment publiés dans la revue internationale Nature Rapports scientifiques .

"Notre étude montre clairement à quel point l'atmosphère, géologique, les processus biologiques et chimiques interagissent et comment un écosystème aux conditions de vie extrêmes telles que les sources volcaniques au fond des océans réagit aux perturbations causées par les événements naturels, " déclare le Dr Mario Lebrato de l'Institut des géosciences de l'Université de Kiel. Pendant des années, des scientifiques dirigés par le Dr Dieter Garbe-Schönberg et le Dr Mario Lebrato de l'Institut des géosciences de la CAU ont étudié le système hydrothermal peu profond "Kueishantao". Le site sélectionné a un grand nombre d'émissions de dioxyde de carbone dans les eaux peu profondes. En outre, les sources libèrent des métaux toxiques. Le soufre décolore l'eau sur de grandes surfaces. Les gaz volcaniques, riches en composés soufrés, conduisent à une forte acidification de l'eau de mer. Grâce à des méthodes d'arpentage par drones aéroportés, la modélisation, Les recherches régulières d'échantillonnage et d'expérimentation en laboratoire dans le domaine hydrothermal apportent donc une contribution importante aux effets de l'acidification des océans sur les communautés marines. Seules quelques espèces animales spécialisées comme les crabes, les escargots et les bactéries vivent à proximité immédiate des sources. A quelques mètres, d'autre part, est la vie diversifiée d'un océan tropical.

"En raison de l'acidité élevée, la teneur élevée en substances toxiques et les températures élevées de l'eau, les conditions de vie qui y règnent peuvent servir de laboratoire naturel pour l'investigation des pollutions environnementales importantes par l'homme. Les sources de Kueishantao sont donc idéales pour étudier des scénarios futurs, " dit le co-auteur Dr Yiming Wang, qui a récemment déménagé de l'Université de Kiel à l'Institut Max Planck pour la science de l'histoire humaine à Iéna.

Après les graves événements de 2016, la zone d'étude a complètement changé. Les fonds marins étaient enfouis sous une couche de sédiments et de gravats. En outre, les sources d'eau chaude acide se sont asséchées, et la composition de l'eau de mer avait considérablement et continuellement changé sur une longue période de temps. Photos aériennes prises avec des drones, des échantillons prélevés par des plongeurs chercheurs de Kiel et de Taïwan ainsi que des investigations biogéochimiques ont clairement montré l'étendue spatiale et chimique des perturbations. Ceux-ci ont été enregistrés par le biologiste et plongeur chercheur Mario Lebrato et son collègue taïwanais Li Chun Tseng et comparés aux résultats d'échantillonnages antérieurs. "Ce qui ressemblait initialement à une catastrophe pour notre étude de séries chronologiques actuelle s'est avéré être un coup de chance par la suite. Cela nous a donné l'occasion rare d'observer comment les organismes s'adaptent aux perturbations graves. Nous avons pu nous appuyer sur une base de données complète pour faire ceci", explique le chef de projet Dr. Dieter Garbe-Schönberg de l'Institut des géosciences de l'Université de Kiel.