Syvänmeren tutkimushistoria ja tekniikka

Termällä "syvänmeren" ei ole samaa merkitystä kaikille. Kalastajille syvänmeri on mikä tahansa valtameren osa suhteellisen matalan mannerjalustan ulkopuolella. Tutkijoiden mukaan syvänmeri on valtameren alin osa, termokliinin alla (kerros, jossa lämmitys ja jäähdytys auringonvalosta lakkaa olemasta vaikutusta) ja merenpohjan yläpuolella. Tämä on valtameren osa, joka on syvempi kuin 1000 kuolemaa tai 1800 metriä.

Syvyyksiä on vaikea tutkia, koska ne ovat ikuisesti tummia, erittäin kylmiä (0–3 astetta) alle 3000 metriä) ja korkeassa paineessa (15750 psi tai yli 1 000 kertaa korkeampi kuin standardi ilmanpaine merellä) taso). Plinius-aikoista 1800-luvun loppuun ihmiset uskoivat syvänmeren olevan eloton tuhlaaja. Nykyaikaiset tutkijat tunnustavat syvänmeren planeetan suurimmaksi elinympäristöksi. Tämän kylmän, pimeän, paineistetun ympäristön tutkimiseksi on kehitetty erityisiä työkaluja.

Syvänmeren etsintä on monitieteinen pyrkimys, joka sisältää valtamerien, biologian, maantieteen, arkeologian ja tekniikan.

Syvänmeren tutkimushistoria alkaa suhteellisen äskettäin, pääasiassa siksi, että syvyyden tutkimiseen tarvitaan edistynyttä tekniikkaa. Joitakin välitavoitteita ovat:

1521: Ferdinand Magellan yrittää mitata Tyynen valtameren syvyyttä. Hän käyttää 2400 jalkaa painotettua linjaa, mutta ei kosketa pohjaa.

1818: Sir John Ross tarttuu matoihin ja meduusoihin noin 2000 metrin syvyydessä tarjoamalla ensimmäiset todisteet syvänmeren elämästä.

1842: Huolimatta Rossin löytöistä, Edward Forbes ehdottaa Abyssus-teoriaa, jonka mukaan biologinen monimuotoisuus vähenee kuoleman myötä ja että elämä ei voi olla syvempää kuin 550 metriä (1800 jalkaa).

1850: Michael Sars kiistää Abyssus-teorian löytämällä rikkaan ekosysteemin 800 metrin etäisyydellä.

1872-1876: HMS HaastajaCharles Wyville Thomsonin johdolla, johtaa ensimmäisen syvänmeren tutkimusmatkan. HaastajaJoukkue löytää monia uusia lajeja, jotka ovat ainutlaatuisesti sopeutuneet elämään lähellä merenpohjaa.

1930: William Beebe ja Otis Barton tulevat ensimmäisiksi ihmisiksi, jotka vierailivat syvänmeren alueella. Teräskylpylässään he tarkkailevat katkarapuja ja meduusoja.

1934: Otis Barton on asettanut uuden ihmisen sukellusrekisterin, joka on 1 370 metriä (.85 mailia).

1956: Jacques-Yves Cousteu ja hänen joukkueensa aluksella calypso julkaise ensimmäinen täysvärinen täyspitkä dokumentti, Le Monde du hiljaisuus (Hiljainen maailma), joka näyttää ihmisille kaikkialla syvänmeren kauneutta ja elämää.

1960: Jacques Piccard ja Don Walsh syvänmeren aluksen kanssa Trieste, laskeutuvat Challengerin syvyyteen Mariana Trench (10 740 metriä). He tarkkailevat kaloja ja muita organismeja. Kalojen ei ajateltu asuneen niin syvässä vedessä.

1977: Ekosysteemit ympärillä hydrotermiset tuuletusaukot löydetään. Nämä ekosysteemit käyttävät kemiallista energiaa aurinkoenergian sijasta.

1995: Geosat-satelliittitutkinnan tiedot poistetaan, mikä mahdollistaa merenpohjan maailmanlaajuisen kartoituksen.

2012: James Cameron, aluksen kanssa Syvänmeren haastaja, suorittaa ensimmäisen soolosukelluksen Challengerin syvän alaosa.

Nykyaikaiset opinnot laajentavat tietämystämme syvänmeren maantieteestä ja biologisesta monimuotoisuudesta. Nautilus tutkimusajoneuvo ja NOAA: t Okeanus Explorer jatkaa uusien lajien löytämistä, selvittää ihmisen vaikutukset avomeren ympäristöä ja tutkia hylkyjä ja esineitä syvällä merenpinnan alla. Integroitu valtamereporausohjelma (IODP) Chikyu analysoi sedimentit maankuoresta ja voi tulla ensimmäiseksi laivaksi, joka porautuu maan vaippaan.

Avaruustutkimuksen tavoin syvänmeren etsintä vaatii uusia välineitä ja tekniikkaa. Vaikka tila on kylmä tyhjiö, valtameren syvyydet ovat kylmiä, mutta erittäin paineistettuja. Suolainen vesi on syövyttävää ja johtavaa. On hyvin pimeää.

Pohjan löytäminen

8. vuosisadalla viikingit pudottivat köysiin kiinnitetyt lyijypainot veden syvyyden mittaamiseksi. 1800-luvulta alkaen tutkijat käyttivät äänen mittaamiseen köyttä sijasta vaijeria. Nykyaikana akustiset syvyysmittaukset ovat normi. Periaatteessa nämä laitteet tuottavat kovan äänen ja kuuntelevat kaiut etäisyyden mittaamiseksi.

Ihmisen etsintä

Kun ihmiset tutustuivat merenpohjaan, he halusivat käydä ja tutkia sitä. Tiede on edistynyt sukelluskellon, tynnyrin, joka sisälsi ilmaa, joka voitiin laskea veteen, ulkopuolelle. Ensimmäinen sukellusvene rakensi Cornelius Drebbel vuonna 1623. Ensimmäisen vedenalaisen hengityslaitteen patentoivat Benoit Rouquarol ja Auguste Denayrouse vuonna 1865. Jacques Cousteau ja Emile Gagnan kehittivät Aqualungin, joka oli ensimmäinen todellinen "sukellusjärjestelmä" (itsevarustettu vedenalainen hengityslaite). Vuonna 1964 Alvin testattiin. Alvinin rakensi General Mills, ja sitä hoiti Yhdysvaltain merivoimat ja Woods Hole Oceanographic Institution. Alvin antoi kolmen ihmisen pysyä vedenalaisena jopa yhdeksän tuntia ja syvän jopa 14800 metriä. Nykyaikaiset sukellusveneet voivat matkustaa jopa 20000 metrin syvyyteen.

Robottien etsintä

Vaikka ihmiset ovat käyneet Mariana-kaivannon pohjalla, matkat olivat kalliita ja sallivat vain rajoitetun tutkinnan. Nykyaikainen etsintä perustuu robottijärjestelmiin.

Kauko-ohjattavat ajoneuvot (ROV) ovat kytkettyjä ajoneuvoja, joita tutkijat ohjaavat aluksella. ROV-autot kuljettavat tyypillisesti kameroita, manipulaattorivarret, luotainlaitteet ja näytesäiliöt.

Autonomiset vedenalaiset ajoneuvot (AUV) toimivat ilman ihmisen hallintaa. Nämä ajoneuvot tuottavat karttoja, mittaavat lämpötilaa ja kemikaaleja ja ottavat valokuvia. Jotkut ajoneuvot, kuten Nereus, toimivat joko ROV- tai AUV-mallina.

instrumentit

Ihmiset ja robotit käyvät paikoissa, mutta eivät pysy tarpeeksi kauan keräämään mittauksia ajan myötä. Merenalaiset instrumentit tarkkailevat valaiden kappaleita, planktonitiheyttä, lämpötilaa, happamuutta, hapettumista ja erilaisia ​​kemiallisia pitoisuuksia. Nämä anturit voidaan kiinnittää profilointipoijuihin, jotka ajautuvat vapaasti noin 1000 metrin syvyyteen. Ankkuroiduissa observatorioissa on välineitä merenpohjassa. Esimerkiksi Montereyn nopeutettu tutkimusjärjestelmä (MARS) lepää Tyynen valtameren pohjassa 980 metrin päässä seismisten vikojen seuraamiseksi.