История и технологии за дълбочинно изследване на морето

Какво е дълбоководно проучване?

Дистанционно управлявани превозни средства (ROVs)
Реимфото / Гети изображения

Терминът "дълбоко море" няма същото значение за всички. За рибарите дълбокото море е всяка част от океана отвъд относително плиткия континентален шелф. За учените дълбоководното море е най-ниската част на океана, под термоклина (слоят, при който нагряването и охлаждането от слънчевата светлина престава да има ефект) и над морското дъно. Това е частта от океана, по-дълбока от 1000 санти или 1800 метра.

Трудно е да се изследват дълбините, защото те са вечно тъмни, изключително студени (между 0 градуса и 3 градуса по Целзий под 3000 метра) и под високо налягане (15750 psi или над 1000 пъти по-високо от стандартното атмосферно налягане в морето) ниво). От времето на Плиний до края на 19 век хората вярвали, че дълбокото море е безжизнена пустош. Съвременните учени признават дълбокото море като най-голямото местообитание на планетата. Разработени са специални инструменти за изследване на тази студена, тъмна среда под налягане.

Изследването на дълбоко море е мултидисциплинарно начинание, което включва океанография, биология, география, археология и инженерство.

Кратка история на дълбоководното изследване

дълбоководна риба
Марк Дийбъл и Виктория Стоун / Гети изображения

Историята на дълбоководното проучване започва сравнително наскоро, главно защото са необходими съвременни технологии за изследване на дълбините. Някои основни етапи включват:

1521: Фердинанд Магелан се опитва да измери дълбочината на Тихия океан. Той използва претеглена линия от 2400 фута, но не докосва дъното.

1818: Сър Джон Рос улавя червеи и медузи на дълбочина приблизително 2000 метра (6.550 фута), предлагайки първите доказателства за живота в дълбочина.

1842: Въпреки откритието на Рос, Едуард Форбс предлага теорията за Абиса, която гласи, че биоразнообразието намалява със смъртта и че животът не може да съществува по-дълбок от 550 метра (1800 фута).

1850: Майкъл Сарс опровергава теорията за Абиса, като открива богата екосистема на 800 метра (2600 фута).

1872-1876: HMS претендент, ръководена от Чарлз Уивил Томсън, провежда първата експедиция за дълбоководни проучвания. претендентЕкипът открива много нови видове, уникално пригодени за живот в близост до морското дъно.

1930: Уилям Бийб и Отис Бартън стават първите хора, посетили дълбокото море. В рамките на стоманената си Батисфера наблюдават скариди и медузи.

1934: Otis Barton поставя нов рекорд за гмуркане на хора, достигащ 1370 метра (.85 мили).

1956: Жак-Ив Кустеу и неговият екип на борда калипсо пуснете първия пълноцветен пълнометражен документален филм, Le Monde du тишина (Мълчаливият свят), показвайки на хората навсякъде красотата и живота на дълбокото море.

1960: Жак Пикард и Дон Уолш, с кораба с дълбоко море Триест, спуснете се до дъното на Challenger Deep в Мариана Тренч (10 740 метра / 6,67 мили). Те наблюдават риба и други организми. Не се е смятало, че рибите обитават толкова дълбока вода.

1977: Екосистеми наоколо хидротермални отвори са открити. Тези екосистеми използват химическа енергия, а не слънчева енергия.

1995: Данните за сателитните радари на Geosat са разсекретени, което позволява глобално картографиране на морското дъно.

2012: Джеймс Камерън, със съда Deepsea Challenger, завършва първото соло гмуркане на дъното на Challenger Deep.

Съвременните изследвания разширяват познанията ни за географията и биоразнообразието на дълбокото море. Най- Nautilus разузнавателно средство и NOAA Okeanus Explorer продължават да откриват нови видове, разгадават ефектите на човека върху пелагичен околната среда и изследвайте останките и артефактите дълбоко под морската повърхност. Интегрираната програма за сондиране в океана (IODP) Chikyu анализира утайки от земната кора и може да стане първият кораб, пробил в земната мантия.

Инструментация и технологии

Каски за гмуркане на бюро
Chantalle Fermont / EyeEm / Гети изображения

Подобно на космическото проучване, дълбоководното проучване изисква нови инструменти и технологии. Докато пространството е студен вакуум, океанските дълбочини са студени, но силно под налягане. Солената вода е корозивна и проводима. Много е тъмно.

Намиране на дъното

През VIII век викингите свалят оловни тежести, прикрепени към въжета, за да измерват дълбочината на водата. В началото на 19-ти век изследователите са използвали тел, а не въже, за да извършват звукови измервания. В съвременната ера измерванията на акустичната дълбочина са норма. По принцип тези устройства издават силен звук и слушат ехо за измерване на разстояние.

Проучване на човека

След като хората разбраха къде е морското дъно, те искаха да го посетят и да го разгледат. Науката е прогресирала далеч отвъд гмуркащата камбана, цев, съдържаща въздух, който може да бъде спуснат във водата. Първият подводница е построен от Корнелий Дребел през 1623г. Първият подводен апарат за дишане е патентован от Беноа Рукварол и Огюст Денайроуз през 1865г. Жак Кусто и Емил Ганян разработиха системата Aqualung, която беше първата истинска система "Scuba" (Самостоятелно поддържан подводен дихателен апарат). През 1964 г. Алвин е тестван. Алвин е построен от General Mills и управляван от океанографската институция на ВМС и Уудс Хоул. Алвин позволи на трима души да останат под вода толкова девет часа и дълбоки 14800 фута. Съвременните подводници могат да пътуват на дълбочина до 20000 фута.

Роботизирани проучвания

Докато хората посещавали дъното на Марианския ров, пътуванията били скъпи и позволявали само ограничено проучване. Съвременното проучване разчита на роботизирани системи.

Превозни средства с дистанционно управление (ROVs) са свързани превозни средства, които се контролират от изследователи на кораб. ROV обикновено носят камери, манипулаторни оръжия, сонарно оборудване и контейнери за проби.

Автономните подводни превозни средства (AUV) работят без човешки контрол. Тези превозни средства генерират карти, измерват температурата и химикалите и правят снимки. Някои превозни средства, като например Нерей, действа като ROV или AUV.

инструментация

Хората и роботите посещават места, но не остават достатъчно дълги, за да събират измервания във времето. Подводните инструменти наблюдават песните на китовете, плътността на планктона, температурата, киселинността, оксигенацията и различните химични концентрации. Тези сензори могат да бъдат прикрепени към профилни шамандури, които свободно се движат на дълбочина около 1000 метра. На закотвените обсерватории се намират инструменти на морското дъно. Например, ускорената изследователска система в Монтерей (MARS) почива на пода на Тихия океан на 980 метра, за да наблюдава сеизмичните разломи.

TikTok viewer