Uskumatu Tehnoloogia: Kuidas Süvamerega Tutvuda

{h1}

Alates veealustest robotidest kuni sukeldumiskõlblikesse sõidukitesse on tehnoloogia hakanud inimestele pilguheitama süvamere maastikku.

Toimetaja märkus: Selle nädala seeria raames uurib WordsSideKick.com, kuidas tehnoloogia juhib teaduslikku uurimist ja avastamist.

Alates Herman Melville'i "Moby Dicki" ja Jules Verne "Kakskümmend tuhat liigad mere all", on ookean juba pikka aega olnud sügavat imetust ja saladust.

Enamiku inimkonna ajaloost jääb see suur vett ümbritsev ala, mis katab 70% Maa pinnast, uurimata. Kuid viimastel aastakümnetel on tehnoloogia hakanud inimestele pilguheitama süvamere maastikku. Allveelaevad võivad viia inimesed merepõhja sügavamale sügavusele; ja autonoomsed sõidukid saavad nüüd kaardistada geograafiat, mida inimesed silmad ei näe.

"Tehnoloogia on mänginud tuhaaegu aastate jooksul ookeani uurimist ja mõistmist, ja see jätkub," ütles Andrew Bowen, Massachusettsi Woods Hole okeanograafiainstituudi riikliku süvapingutusrajatise direktor.

Inimeste uurimine

Traditsiooniliselt on inimest uurinud ookeani laevade pinnalt. Kuid selleks, et tõesti mõista, mis see sees on, peab olema sees. Ja mis on parem viis veetustatud eluruumi tundma õppida kui mehitatud sukeldumisel? Üks maailma esimesi süvamerealasid, Alvin, ehitati 1964. aastal. Alvin tegi rohkem kui 4400 sukeldust, sealhulgas sukeldumist Vahemere kaotatud vesiniku pommi leidmiseks ja Titanic'i vraki uurimiseks. USA mereväe omanduses olev ja WHOI käitatav ala võib kanda korraga kolme inimest (kaks teadlast ja piloot) ja sõita sügavusel 14 800 jalga (4500 meetrit) kuue kuni kümne tunni pikkuste sukeldumiste korral. [Infographic: kõrgeim mägi kuni kõige sügavama merekalda]

Filmide produtsent ja režissöör James Cameron kogus maailma tähelepanu hiljuti, kui ta läks madalikule sügavusele 6.9 miili (10,9 km) sügavamale Mariana tõmbejõule, kus ta aitas ehitada nimega Deepsea Challenger. Inimesed olid seda reisi juba kord teinud, kui Jacques Piccard ja mereväe leitnant Donald Walsh juhtis 1960. aastal süvamerega sukelduvat sõidukit Triestet.

"Inimesed on ikka veel parimaks paketuks tundmatu keskkonna mõistmise osas," ütles Bowen WordsSideKick.com'ile. Ta lisas, et inimlikud jälgimisvõimalused ja põhjus on väärtuslikud vahendid.

Robot-reisid

Sellest hoolimata on ookeani uurimise mõned aspektid kõige paremini robotidel. Kaugjuhitavad sõidukid või ROV-id on mehitamata laevad, mida kontrollivad teadlased laeva parda kaudu. WHOI ROV Jason on kaheosaline süsteem. Piloodid saadavad käske ja võimu sõidukile nimega Medea, mis edastab need Jasonile. Jason saadab laevale tagasi andmed ja video. ROV sisaldab sonari varustust, videokaameraid ja fotokaameraid. Jasonil on pinnale tagasipöördumiseks manipulaatori relvad kivimite, setete või ookeanide elu proovide kogumiseks. Monterey lahe akvaariumiuuringute instituudil (MBARI) Californias on kaks sarnast ROV-i, Ventana ja Doc Rickettsi, mida teadlased kasutavad veealuste vulkaanide uurimiseks ja veel olematu mereelu uurimiseks. [Fotodel: õudne süvamere olendid]

Hüdrotermiline ventkrab Segonzacia hauale, mis on kaetud valgete bakterite ja mineraalsete sademetega.

Hüdrotermiline ventkrab Segonzacia hauale, mis on kaetud valgete bakterite ja mineraalsete sademetega.

Krediit: MARUM

Autonoomsed allveesõidukid või AUV-id on veel üks osoiivsete robotite esmatähtis klass. Need sõidukid suudavad liikuda suurel kaugusel ja koguda teaduslikke andmeid ilma inimkontrollita. WHOI AUV, Sentry, saab vaadata ookeani keskosa või uurida merepõhja, ulatudes 19 700 meetrini (6000 m). Sõiduk võib genereerida üksikasjalikke merepõhja kaarte, kasutades sonarit, ja pildistada ookeani keskjoone, süvamere tuuletõkkeid ja külmassepsi (piirkondi, kus metaani ja sulfiidirikka vedelikke lekib merepõhjast). AUV-d mõõdavad ka ookeani füüsikalisi omadusi nagu temperatuur, soolsus ja lahustunud hapnik.

Bluefin-21 autonoomne veealune sõiduk kasutab sonarit, et pildistada Amelia Earhart'i lennukite tükkide otsimisel.

Bluefin-21 autonoomne veealune sõiduk kasutab sonarit, et pildistada Amelia Earhart'i lennukite tükkide otsimisel.

Krediit: Bluefin roboteid

Nüüd töötavad insenerid hübriidrobotite sõidukeid, nagu WHOI Nereus, mis võivad toimida kas kaugjuhtimisega sõidukina või autonoomse allveesõidukina. Nereuse esimene missioon oli uurida Challenger Deep - kõige sügavam Mariana Trench (piirkonnas, mis on sügavam merepinnast kõrgem kui Mount Everest kõrgemal) sügavamal alal. Auruvõrkudega tegelevad MBARI teadlased kaardistasid vulkaanilised omadused California lahe Mehhikos. Samuti avastati Monterey lahe, Califi ja muudes kohtades mitmed hapniku minimaalsed tsoonid - madala hapnikusisaldusega piirkonnad, mis drastiliselt mõjutavad bioloogilisi kogukondi. Üks instituudi AUVdest läheb praegu Kanadasse Arktika, kus ta uurib kasvuhoonegaase heitgaasikestest tahkeid aineid, mida nimetatakse gaasi hüdraatideks merepõhja settes, mis kiirendab globaalset soojenemist.

Kuigi robot-sõidukid annavad erakordset vaatega ookeanile, näevad nad ainult ookeani keskkonnas olevat hetkeseisu.

Alamõõtevahendid

Ookeanide jälgimiseks pikema aja vältel on teadlastel vaja instrumente, mis võimaldavad pidevalt proovide võtmist merel. Teadlased on välja töötanud andurite komplekti, mis teevad kõike, alates vee temperatuuri ja happesuse mõõtmisest, pildistamiseks planktonist, vaalakõnede salvestamiseks.

"Ookean on suur, see on dünaamiline ja muutub palju," ütles MBARI mereoperatsioonide direktor Steve Etchemendy. "Raske on näha, mis toimub, kui me ei saa jääda veekoguga."

Profiilipoogid võivad liikuda kuni 330 jalani (1000 m) ja vabalt triivida, mõõta keemilisi allkirju ja seejärel tõusma pinnale, et edastada andmeid satelliidi kaudu. MBARI kasutab neid Lõuna-Ookeani tervise jälgimiseks Antarktika lähedal. Lõuna-Okea toodab põhiosa hapnikust, mille Maa saab ookeanist, ütles Etchemendy WordsSideKick.com'ile.

Suured ankurdatud sildumiskohad võimaldavad ka mõõta ookeani tervist. Need pidevalt mõõtvad ookeani pinnal, edastades andmed raadio kaudu.

Veealune vaatluskeskus pakub ehk kõige sügavama mere õppimise võimalust. Näiteks MBARI-l on üks nn MARS - Monterey Accelerated Research System, mis asub merepõhjas 3200 jalga (980 m) sügavusel. Näiteks seismiliste vigadega seireseadmete jälgimiseks saab seadmeid ühendada sadamatega.

Kõik need tehnoloogiad - alates sukelaparaatide ja veealuse vaatluskeskuste - eesmärk on võimaldada juurdepääsu ookeanile, ütles Bowen. Nagu mis tahes uurimata piiril, "püsivus ookeanis on midagi, mis on tõesti oluline," ütles Bowen.

Toimetaja märkus: Teisipäeval, 16. juulil ajakohastatakse seda lugu kell 9.20-20.00, et parandada inimeste arvu, mida Alvini sukelpudel saab majutada (kolm, mitte kaks, nagu eelnevalt mainitud).

Jälgi Tanya Lewis on Twitter ja Google+. Järgne meile @wordssidekick, Facebook & Google+. Originaalartikkel WordsSideKick.com.com-ist.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com