Historie a technologie průzkumu hlubinného moře

Co je průzkum hlubinného moře?

Dálkově ovládaná vozidla (ROV)
Reimphoto / Getty Images

Termín „hluboké moře“ nemá pro všechny stejný význam. Pro rybáře je hluboké moře jakoukoli částí oceánu za relativně mělkým kontinentálním šelfem. Pro vědce je hluboké moře nejnižší částí oceánu, pod termoklinem (vrstva, kde přestává působit vytápění a chlazení slunečním zářením) a nad mořským dnem. Toto je část oceánu hlubší než 1 000 sáhů nebo 1 800 metrů.

Je těžké prozkoumat hloubky, protože jsou věčně tmavé, extrémně chladné (mezi 0 ° C a 3 ° C) méně než 3 000 metrů) a pod vysokým tlakem (3 450 000 psi nebo více než 1 000krát vyšší než standardní atmosférický tlak na moři) úroveň). Od doby Pliny do konce 19. století lidé věřili, že hluboké moře je bez života pustina. Moderní vědci uznávají hlubinné moře jako největší stanoviště na planetě. K prozkoumání tohoto chladného, ​​temného a natlakovaného prostředí byly vyvinuty speciální nástroje.

Průzkum hlubinného moře je multidisciplinární úsilí, které zahrnuje oceánografii, biologii, geografii, archeologii a inženýrství.

Stručná historie průzkumu hlubinného moře

hluboké mořské ryby
Mark Deeble a Victoria Stone / Getty Images

Historie hlubinného průzkumu začíná relativně nedávno, hlavně proto, že k prozkoumání hlubin je zapotřebí pokročilá technologie. Některé milníky zahrnují:

1521: Ferdinand Magellan se pokouší změřit hloubku Tichého oceánu. Používá váženou čáru 2 400 stop, ale nedotýká se dna.

1818: Sir John Ross chytí červy a medúzy v hloubce přibližně 2 000 metrů (6 550 stop), což nabízí první důkaz hlubokého mořského života.

1842: Navzdory Rossovu objevu Edward Forbes navrhuje teorii Abyssus, která uvádí, že biologická rozmanitost klesá se smrtí a že život nemůže existovat hlouběji než 550 metrů (1800 stop).

1850: Michael Sars vyvrací teorii Abyssus objevením bohatého ekosystému na 800 metrů.

1872-1876: HMS Challenger, vedl Charles Wyville Thomson, provádí první expedici hlubinného průzkumu. ChallengerTým objevuje mnoho nových druhů jedinečně přizpůsobených pro život v blízkosti mořského dna.

1930: William Beebe a Otis Barton se stali prvními lidmi, kteří navštívili hluboké moře. Ve své ocelové Bathysphere pozorují krevety a medúzy.

1934: Otis Barton připravuje nový záznam o lidském potápění dosahující 1370 metrů (0,85 mil).

1956: Jacques-Yves Cousteu a jeho tým na palubě Calypso vydat první plnobarevný dokument o plné délce, Le Monde du ticho (Tichý svět), zobrazující lidem všude krásu a život hlubokého moře.

1960: Jacques Piccard a Don Walsh, s hlubinnou lodí Trieste, sestoupit na dno Challenger Deep v Příkop Mariany (10 740 metrů / 6,67 mil). Pozorují ryby a jiné organismy. Nebylo uvažováno, že ryby obývají tak hlubokou vodu.

1977: Ekosystémy v okolí hydrotermální průduchy jsou objeveny. Tyto ekosystémy používají spíše chemickou energii než sluneční energii.

1995: Data satelitního radaru Geosat jsou odtajněna, což umožňuje globální mapování mořského dna.

2012: James Cameron, s lodí Deepsea Challenger, dokončí první sólový ponor na spodní část Challenger Deep.

Moderní studie rozšiřují naše znalosti o geografii a biologické rozmanitosti hlubinného moře. Nautilus průzkumné vozidlo a NOAA Okeanus Explorer i nadále objevovat nové druhy, odhalit účinky člověka na pelagický prostředí a prozkoumejte trosky a artefakty hluboko pod hladinou moře. Integrovaný oceánský vrtný program (IODP) Chikyu analyzuje sedimenty ze zemské kůry a může se stát první lodí vyvrtanou do zemského pláště.

Instrumentace a technologie

Potápěčské přilby na stole
Chantalle Fermont / EyeEm / Getty Images

Stejně jako průzkum vesmíru vyžaduje hlubinný průzkum nových nástrojů a technologií. Zatímco prostor je chladný vakuum, hlubiny oceánu jsou studené, ale vysoce pod tlakem. Slaná voda je žíravá a vodivá. Je velmi temná.

Nalezení dna

V 8. století Vikingové upustili olověná závaží připojená k lanám, aby změřili hloubku vody. Od počátku 19. století vědci používali k měření ozvučení spíše drát než lano. V moderní době jsou měření akustické hloubky normou. V podstatě tato zařízení produkují hlasitý zvuk a poslouchají ozvěny, aby zjistily vzdálenost.

Lidský průzkum

Jakmile lidé věděli, kde je mořské dno, chtěli ho navštívit a prozkoumat. Věda pokročila daleko za potápěčský zvon, barel obsahující vzduch, který mohl být spuštěn do vody. První ponorka byl postaven Corneliusem Drebbelem v roce 1623. První podvodní dýchací přístroj byl patentován Benoitem Rouquarolem a Auguste Denayrouse v roce 1865. Jacques Cousteau a Emile Gagnan vyvinuli systém Aqualung, který byl prvním skutečným systémem „Scuba“ (Self Contained Underwater Breathing Apparatus). V roce 1964 byl testován Alvin. Alvin byl postaven generálem Millsem a provozován oceánografickou institucí US Navy and Woods Hole. Alvin dovolil třem lidem zůstat pod vodou tak dlouho, jak devět hodin a tak hluboko jako 14800 stop. Moderní ponorky mohou cestovat až do hloubky 20000 stop.

Robotické průzkumy

Zatímco lidé navštívili dno Mariana Trench, výlety byly drahé a umožňovaly jen omezený průzkum. Moderní průzkum se opírá o robotické systémy.

Dálkově ovládaná vozidla (ROV) jsou přivázaná vozidla, která jsou řízena vědci na lodi. ROV obvykle nosí fotoaparáty, manipulační ramena, sonarové vybavení a nádoby na vzorky.

Autonomní podvodní vozidla (AUV) fungují bez lidské kontroly. Tato vozidla generují mapy, měří teplotu a chemikálie a pořizují fotografie. Některá vozidla, jako je Nereus, chovat se jako ROV nebo AUV.

Instrumentace

Lidé a roboti navštěvují místa, ale nezůstávají dostatečně dlouho na to, aby měřili časem. Podmořské nástroje monitorují velrybářské písně, hustotu planktonu, teplotu, kyselost, okysličování a různé chemické koncentrace. Tyto senzory mohou být připojeny k profilovacím bójkám, které se volně pohybují v hloubce asi 1000 metrů. Ukotvené observatoře dům nástroje na mořském dně. Například Monterey Accelerated Research System (MARS) spočívá na dně Tichého oceánu ve výšce 980 metrů, aby sledoval seismické poruchy.