Nästan 4, 000 meter under havsytan, i södra Pescadero -bassängen, taggiga elfenbenstorn stiger upp från havsbotten och avger varm skimrande vätska. De är de djupaste kända hydrotermiska ventilationsöppningarna i Gulf of California.

Dessa djuphavsskorstenar upptäcktes av MBARI-forskare 2015. Forskarna kallar dem Auka-ventilerna. Det som är spännande är att dessa ventiler spyder kemikalier och värddjur som skiljer sig mycket från dem som ses vid Alarcón Rise, som ligger bara 100 mil bort.

Den 31 oktober, 2018, ett tvärvetenskapligt team av forskare inledde en 21-dagars expedition ombord på forskningsfartyget Falkor, drivs av Schmidt Ocean Institute. De kommer att zooma in ytterligare på Auka ventileras geologi, kemi, och biologi, samtidigt som man letar efter fler hydrotermiska ventiler i bassängen.

För David Caress, en MBARI geofysiker, att återvända till Pescadero Basin kommer att bli särskilt spännande. "Det ska bli kul att utforska en plats som jag var med och upptäckte, sa han. På denna expedition, han kommer att leda teamet för kartläggning av havsbotten.

Falkor har ett multibeam-ekolod som kan göra 50-meters upplösningskartor över havsbotten nära Auka-ventilerna. Men denna upplösning är inte tillräckligt bra för att avslöja mindre funktioner som hydrotermiska skorstenar.

För att skapa mer detaljerade kartor, samma ekolodsteknik kommer att användas på en undervattensrobot designad av MBARI -ingenjörer och forskare, som kommer att flyga 50 meter (164 fot) över havsbotten. Reser i tre knop, detta autonoma undervattensfordon (AUV) kan kartlägga ett område som är cirka 250 meter brett och visa funktioner så små som en meter över. MBARI -forskare gjorde upptäckten 2015 med samma AUV.

Under denna expedition, geologer kommer att använda AUV för att söka efter nya ventileringsfält någon annanstans i Pescadero Basin, särskilt de outforskade vattnen i norra Pescadero -bassängen.

Medan AUV utforskar omgivande områden, ett sofistikerat sensorpaket, också designad av ett MBARI -team, kommer att användas för att göra mycket finare, en centimeter upplösningskartor över Auka-ventilerna. Lastad på ett avlägset undervattensfordon (ROV SuBastian), detta paket kombinerar akustisk och optisk teknik - ekolod, lidar, och högupplösta stereokameror.

Dessa tre instrument fungerar tillsammans. Multibeams ekolod fungerar där lidar inte gör det, till exempel i leriga vatten. Och små mjuka djur på havsbotten, särskilt havsgurkor och svampar kan kartläggas med lidar men inte ekolod, eftersom ljudvågor inte reflekterar från deras kroppar. Kamerafoton, å andra sidan, låta forskare identifiera och storleksanpassa djuren.

Även om detta kraftfulla havsavbildningssystem inte användes under undersökningarna 2015, Caress sa att hans team har testat och finjusterat systemet under ganska många år utanför Kaliforniens kust, och är glada över att se de nya kartorna som kommer att genereras.

Men gör forskningen 3, 800 meter (12, 500 fot) under ytan har sina egna utmaningar. "Vi går riktigt djupt, på ett fartyg som vi aldrig har varit på, använder en ROV som vi aldrig har använt, och sannolikheten för att allt fungerar vid första gången är riktigt liten. Det är ofta svårt, men saker löser sig så småningom sa Caress.

Expeditionen består av två ben. Under första etappen forskare kommer att utföra centimeterskalning av Auka-ventilerna med hjälp av ROV, samtidigt som det gör mätskalor över outforskade områden med AUV, för att hitta nya skorstenar. Om nya ventiler hittas, geologer ombord kommer att använda ROV för att samla sediment- och geologiprover. De planerar också att samla prover av heta vätskor som kommer från ventilerna.

Under andra etappen, fokus kommer att ligga på att förstå mångfalden, distribution, och metabolism av varelser som lever på och runt ventilationsställena. Styrs av kartorna och fotomosaikerna som producerades på det första benet, det biologiska teamet kommer att utforska de speciella sammansättningarna av rörmaskar, polychaeter och kemosyntetiska mikrober som bor där. Målet kommer att vara att jämföra djuren och mikroberna på olika ventilationsställen och koppla dessa till platsernas kemiska miljöer.

Sådan omfattande forskning har potential att öka vår kunskap om djuphavet. Och, med hydrotermiska ventiler som alltmer blir ett mål för djuphavsbrytning, sådan tvärvetenskaplig forskning kan hjälpa till att identifiera områden som är unika och behöver skydd.