The serpentinite-hosted Lost City hydrothermal field is a remarkable submarine ecosystem in which geological, chemical, and biological processes are intimately interlinked. Reactions between seawater and upper mantle peridotite produce methane- and hydrogen-rich fluids, with temperatures ranging from <40 degrees to 90 degrees C at pH 9 to 11, and carbonate chimneys 30 to 60 meters tall. A low diversity of microorganisms related to methane-cycling Archaea thrive in the warm porous interiors of the edifices. Macrofaunal communities show a degree of species diversity at least as high as that of black smoker vent sites along the Mid-Atlantic Ridge, but they lack the high biomasses of chemosynthetic organisms that are typical of volcanically driven systems.

Diving into Deep Water The Deepwater Horizon oil spill in the Gulf of Mexico was one of the largest oil spills on record. Its setting at the bottom of the sea floor posed an unanticipated risk as substantial amounts of hydrocarbons leaked into the deepwater column. Three separate cruises identified and sampled deep underwater hydrocarbon plumes that existed in May and June, 2010—before the well head was ultimately sealed. Camilli et al. (p. 201 ; published online 19 August) used an automated underwater vehicle to assess the dimensions of a stabilized, diffuse underwater plume of oil that was 22 miles long and estimated the daily quantity of oil released from the well, based on the concentration and dimensions of the plume. Hazen et al. (p. 204 ; published online 26 August) also observed an underwater plume at the same depth and found that hydrocarbon-degrading bacteria were enriched in the plume and were breaking down some parts of the oil. Finally, Valentine et al. (p. 208 ; published online 16 September) found that natural gas, including propane and ethane, were also present in hydrocarbon plumes. These gases were broken down quickly by bacteria, but primed the system for biodegradation of larger hydrocarbons, including those comprising the leaking crude oil. Differences were observed in dissolved oxygen levels in the plumes (a proxy for bacterial respiration), which may reflect differences in the location of sampling or the aging of the plumes.

underwater vehicles present difficult control-system design problems due to their nonlinear dynamics, uncertain models, and the presence of disturbances that are difficult to measure or estimate. In this paper, a recent extension of sliding mode control is shown to handle these problems effectively. The method deals directly with nonlinearities, is highly robust to imprecise models, explicitly accounts for the presence of high-frequency unmodeled dynamics, and produces designs that are easy to understand. Using a nonlinear vehicle simulation, the relationship between model uncertainty and performance is examined. The results show that adequate controllers can be designed using simple nonlinear models, but that performance improves as model uncertainty is decreased and the improvements can be predicted quantitatively.

A nonlinear parametric model of a torque-controlled thruster is developed and experimentally confirmed. The model shows that the thruster behaves like a sluggish nonlinear filter, where the speed of response depends on the commanded thrust level. A quasi-linear analysis which utilizes describing functions shows that the dynamics of the thruster produce a strong bandwidth constraint and a limit cycle, which are both commonly seen in practice. Three forms of compensation are tested, utilizing a hybrid simulation combining an instrumented thruster with a real-time mathematical vehicle model. The first compensator, a linear lead network, is easy to implement and greatly improves performance over the uncompensated system, but does not perform uniformly over the entire operating range. The second compensator, which attempts to cancel the nonlinear effect of the thruster, is effective over the entire operating range but depends on an accurate thruster model. The final compensator, an adaptive sliding controller, is effective over the entire operating range and can compensate for uncertainties or the degradation of the thruster.

Research Article| January 01, 2012 First active hydrothermal vents on an ultraslow-spreading center: Southwest Indian Ridge Chunhui Tao; Chunhui Tao * 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China *E-mails: taochunhuimail@163.com; jlin@whoi.edu. Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Jian Lin; Jian Lin * 2Department of Geology and Geophysics, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Massachusetts 02543, USA *E-mails: taochunhuimail@163.com; jlin@whoi.edu. Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Shiqin Guo; Shiqin Guo 3China Ocean Mineral Resources R&D Association, Beijing 100860, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Yongshun John Chen; Yongshun John Chen 4Department of Geophysics, School of Earth & Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Guanghai Wu; Guanghai Wu 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Xiqiu Han; Xiqiu Han 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Christopher R. German; Christopher R. German 2Department of Geology and Geophysics, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Massachusetts 02543, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Dana R. Yoerger; Dana R. Yoerger 5Department of Applied Physics and Ocean Engineering, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Massachusetts 02543, USA Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Ning Zhou; Ning Zhou 3China Ocean Mineral Resources R&D Association, Beijing 100860, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Huaiming Li; Huaiming Li 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Xin Su; Xin Su 6China University of Geosciences, School of Ocean Sciences, Beijing 100083, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Jian Zhu; Jian Zhu 4Department of Geophysics, School of Earth & Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China Search for other works by this author on: GSW Google Scholar and the DY115-19 (Legs 1–2) and DY115-20 (Legs 4–7) Science Parties and the DY115-19 (Legs 1–2) and DY115-20 (Legs 4–7) Science Parties Search for other works by this author on: GSW Google Scholar Author and Article Information Chunhui Tao * 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China Jian Lin * 2Department of Geology and Geophysics, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Massachusetts 02543, USA Shiqin Guo 3China Ocean Mineral Resources R&D Association, Beijing 100860, China Yongshun John Chen 4Department of Geophysics, School of Earth & Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China Guanghai Wu 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China Xiqiu Han 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China Christopher R. German 2Department of Geology and Geophysics, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Massachusetts 02543, USA Dana R. Yoerger 5Department of Applied Physics and Ocean Engineering, Woods Hole Oceanographic Institution, Woods Hole, Massachusetts 02543, USA Ning Zhou 3China Ocean Mineral Resources R&D Association, Beijing 100860, China Huaiming Li 1Key Laboratory of Submarine Geosciences, Second Institute of Oceanography, SOA, Hangzhou 310012, China Xin Su 6China University of Geosciences, School of Ocean Sciences, Beijing 100083, China Jian Zhu 4Department of Geophysics, School of Earth & Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China and the DY115-19 (Legs 1–2) and DY115-20 (Legs 4–7) Science Parties *E-mails: taochunhuimail@163.com; jlin@whoi.edu. Publisher: Geological Society of America Received: 21 Apr 2011 Revision Received: 28 Jul 2011 Accepted: 18 Aug 2011 First Online: 09 Mar 2017 Online ISSN: 1943-2682 Print ISSN: 0091-7613 © 2012 Geological Society of America Geology (2012) 40 (1): 47–50. https://doi.org/10.1130/G32389.1 Article history Received: 21 Apr 2011 Revision Received: 28 Jul 2011 Accepted: 18 Aug 2011 First Online: 09 Mar 2017 Cite View This Citation Add to Citation Manager Share Icon Share Facebook Twitter LinkedIn Email Permissions Search Site Citation Chunhui Tao, Jian Lin, Shiqin Guo, Yongshun John Chen, Guanghai Wu, Xiqiu Han, Christopher R. German, Dana R. Yoerger, Ning Zhou, Huaiming Li, Xin Su, Jian Zhu, and the DY115-19 (Legs 1–2) and DY115-20 (Legs 4–7) Science Parties; First active hydrothermal vents on an ultraslow-spreading center: Southwest Indian Ridge. Geology 2012;; 40 (1): 47–50. doi: https://doi.org/10.1130/G32389.1 Download citation file: Ris (Zotero) Refmanager EasyBib Bookends Mendeley Papers EndNote RefWorks BibTex toolbar search Search Dropdown Menu toolbar search search input Search input auto suggest filter your search All ContentBy SocietyGeology Search Advanced Search Abstract The ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge is a major tectonic province, representing one of the important end-member mid-ocean-ridge types for its very slow and oblique spreading, and providing the only known route for migration of chemosynthetic deep-sea vent fauna between the Atlantic and Indian Oceans. We report the investigation of the first active high-temperature hydrothermal field found on any ultraslow mid-ocean ridge worldwide. Located on Southwest Indian Ridge at 37°47′S, 49°39′E, it consists of three zones extending ∼1000 m laterally, and it is one of four recently discovered active and inactive vent sites within a 250-km-long magmatically robust section. Our results provide the first direct evidence for potentially widespread distribution of hydrothermal activity along ultraslow-spreading ridges—at least along magmatically robust segments. This implies that the segment sections with excess heat from enhanced magmatism and suitable crustal permeability along slow and ultraslow ridges might be the most promising areas for searching for hydrothermal activities. It is surprising that the special vent fauna appear to indicate some complex affinity to those on the Central Indian Ridge, southern Mid-Atlantic Ridge, and the southwest Pacific Ocean. You do not have access to this content, please speak to your institutional administrator if you feel you should have access.

ABSTRACT Metabarcoding analysis of environmental DNA samples is a promising new tool for marine biodiversity and conservation. Typically, seawater samples are obtained using Niskin bottles and filtered to collect eDNA. However, standard sample volumes are small relative to the scale of the environment, conventional collection strategies are limited, and the filtration process is time consuming. To overcome these limitations, we developed a new large – volume eDNA sampler with in situ filtration, capable of taking up to 12 samples per deployment. We conducted three deployments of our sampler on the robotic vehicle Mesobot in the Flower Garden Banks National Marine Sanctuary in the northwestern Gulf of Mexico and collected samples from 20 to 400 m depth. We compared the large volume (∼40 – 60 liters) samples collected by Mesobot with small volume (∼2 liters) samples collected using the conventional CTD – mounted Niskin bottle approach. We sequenced the V9 region of 18S rRNA, which detects a broad range of invertebrate taxa, and found that while both methods detected biodiversity changes associated with depth, our large volume samples detected approximately 66% more taxa than the CTD small volume samples. We found that the fraction of the eDNA signal originating from metazoans relative to the total eDNA signal decreased with sampling depth, indicating that larger volume samples may be especially important for detecting metazoans in mesopelagic and deep ocean environments. We also noted substantial variability in biological replicates from both the large volume Mesobot and small volume CTD sample sets. Both of the sample sets also identified taxa that the other did not – although the number of unique taxa associated with the Mesobot samples was almost four times larger than those from the CTD samples. Large volume eDNA sampling with in situ filtration, particularly when coupled with robotic platforms, has great potential for marine biodiversity surveys, and we discuss practical methodological and sampling considerations for future applications.