A mélytengeri kutatások története és technológiája

A "mélytengeri" kifejezésnek nincs azonos jelentése mindenki számára. A halászok számára a mélytengeri az óceán bármely része, amely túlmutat a viszonylag sekély kontinentális talapzaton. A tudósok szerint a mélytengeri tenger az óceán legalacsonyabb része, a hővezeték alatt (a réteg, ahol a napfénytől való melegítés és hűtés már nem fejt ki hatást) és a tengerfenék felett. Ez az óceánnak a része, amely mélyebb, mint 1000 mély vagy 1800 méter.

Nehéz felfedezni a mélységeket, mert örökké sötétek, rendkívül hidegek (0 ° C és 3 ° C között) 3000 méter alatt) és nagy nyomás alatt (15750 psi vagy több mint 1000-szer magasabb, mint a tengeren a normál légköri nyomás) szint). Plinius korától a XIX. Század végéig az emberek úgy gondolták, hogy a mélytengeri élettelen pusztaság. A modern tudósok a mélytengert a bolygó legnagyobb élőhelyének tekintik. Különleges eszközöket fejlesztettek ki ennek a hideg, sötét, nyomás alatt álló környezetnek a felfedezéséhez.

A mélytengeri kutatás multidiszciplináris törekvés, amely magában foglalja az óceánföldrajzot, a biológiát, a földrajzot, a régészetet és a mérnöki tevékenységeket.

A mélytengeri kutatás története viszonylag nemrég kezdődik, főleg azért, mert fejlett technológiára van szükség a mélység felfedezéséhez. Néhány mérföldkövet tartalmaz:

1521: Ferdinand Magellan megpróbálja megmérni a Csendes-óceán mélységét. 2400 láb súlyozott vonalat használ, de nem érinti az alját.

1818: Sir John Ross kb. 2000 méter (6550 láb) mélységben fogja a férgeket és a medúzákat, ezáltal a mélytengeri élet első bizonyítékait nyújtva.

1842: Ross felfedezése ellenére Edward Forbes az Abyssus-elméletet javasolja, amely kimondja, hogy a biodiverzitás halállal csökken, és hogy az élet nem létezhet 550 méternél (1800 láb) mélyebben.

1850: Michael Sars cáfolja az Abyssus-elméletet egy gazdag ökoszisztéma felfedezésével 800 méterre (2600 láb).

1872-1876: A HMS KihívóCharles Wyville Thomson vezetésével vezeti az első mélytengeri feltárási expedíciót. Kihívócsapata számos új fajt fedez fel, amelyek egyedileg alkalmazkodnak az élethez a tengerfenék közelében.

1930: William Beebe és Otis Barton lesz az első ember, aki meglátogatta a mélytengert. Acélfürdőjükön a garnélarák és a medúza figyelhető meg.

1934: Otis Barton új emberi búvárrekordot állít fel, elérve 1370 métert (.85 mérföld).

1956: Jacques-Yves Cousteu és csapata a Calypso kiadja az első színes, teljes hosszúságú dokumentumfilmet, Le Monde du csend (A csendes világ), amely mindenhol megmutatja az embereknek a mélytengeri szépségét és életét.

1960: Jacques Piccard és Don Walsh, a mélytengeri hajóval Trieszt, a Challenger mélyére süllyed Mariana árok (10 740 méter / 6,67 mérföld). Megfigyelik a halakat és más organizmusokat. Úgy gondolják, hogy a halak nem élnek ilyen mély vízben.

1977: Ökoszisztémák körül hidrotermikus szellőzők felfedezték. Ezek az ökoszisztémák a napenergia helyett kémiai energiát használnak.

1995: A Geosat műholdas radar adatait deklasifikálták, lehetővé téve a tengerfenék globális feltérképezését.

2012: James Cameron, a hajóval Deepsea Challenger, befejezi az első szóló merülést a a Challenger Deep alján.

A modern tanulmányok kiterjesztik tudásunkat a mélytengeri földrajzról és biodiverzitásáról. Az Nautilus felderítő jármű és NOAA-k Okeanus Explorer folytassa az új fajok felfedezését, tisztázza az embernek a nyíltvízi környezetet, és fedezze fel a roncsokat és tárgyakat a tenger felszíne alatt. Integrált óceánfúrási program (IODP) Chikyu elemzi a földkéreg üledékeit, és ez lehet az első hajó, amely a Föld köpenyébe fúródik.

Az űrkutatáshoz hasonlóan a mélytengeri feltárás új eszközöket és technológiákat igényel. Miközben a tér hideg vákuum, az óceán mélysége hideg, de erősen nyomás alatt áll. A sós víz maró és vezető. Nagyon sötét van.

Az alsó megkeresése

A 8. században a vikingek a kötelekhez rögzített ólomsúlyokat dobtak a vízmélység mérésére. A 19. század elejétől kezdve a kutatók kötél helyett drótot használtak, hogy hangméréseket végezzenek. A modern korban az akusztikus mélységmérés a norma. Alapvetően ezek az eszközök hangos hangot bocsátanak ki, és hallják a visszhangot a távolságméréshez.

Emberi felfedezés

Miután az emberek tudták, hol van a tengerfenék, meg akartak látogatni és megvizsgálni azt. A tudomány jóval tovább haladt a búvárcsengőn, egy hordón, amely levegőt tartalmaz, amelyet le lehet engedni a vízbe. Az első tengeralattjáró Cornelius Drebbel építette 1623-ban. Az első víz alatti légzőkészüléket 1865-ben szabadalmaztatta Benoit Rouquarol és Auguste Denayrouse. Jacques Cousteau és Emile Gagnan kifejlesztették az Aqualung készüléket, amely az első igazi "Scuba" (önálló víz alatti légzőkészülék) rendszer volt. 1964-ben tesztelték Alvin-t. Az Alvin-t a General Mills építette, és az Egyesült Államok Haditengerészetének és a Woods Hole Oceanographic Institution üzemelteti. Alvin megengedte, hogy három ember víz alatt maradjon kilenc órán át és 14800 láb mélyen. A modern tengeralattjárók 20000 láb mélyen tudnak utazni.

Robotkutatás

Míg az emberek meglátogatták a Mariana-árok alját, az utak drágák voltak, és csak korlátozott feltárást tettek lehetővé. A modern kutatás a robotrendszereken alapszik.

A távirányítású járművek (ROV-k) olyan rögzített járművek, amelyeket egy kutató irányít a hajón. Az ROV-k általában kamerákat, manipulátorkarokat, szonárberendezéseket és mintatartókat szállítanak.

Az autonóm víz alatti járművek (AUV) emberi irányítás nélkül működnek. Ezek a járművek térképeket készítenek, mérik a hőmérsékletet és a vegyi anyagokat, és fényképeket készítenek. Néhány jármű, például a Nereus, ROV vagy AUV-ként működik.

Hangszerelés

Az emberek és a robotok látogatják a helyszíneket, de nem maradnak elég hosszúak ahhoz, hogy idővel méréseket gyűjtsenek. A tenger alatti műszerek figyeli a bálnadalokat, a plankton sűrűségét, hőmérsékletét, savasságát, oxigénellátását és a különféle kémiai koncentrációkat. Ezeket az érzékelőket hozzá lehet erősíteni olyan profilozó bójukhoz, amelyek kb. 1000 méter mélyen szabadon sodródnak. A lehorgonyzott obszervatóriumok műszereket helyeznek a tengerfenékre. Például a Monterey Accelerated Research System (MARS) a Csendes-óceán padlóján nyugszik 980 méterre, hogy megfigyelje a szeizmikus hibákat.