Станции в морях: постоянные подводные обсерватории


Для изучения океанов ученые полагаются на сеть орбитальных спутников и надводных кораблей. Но космические инструменты не могут проникнуть сквозь чернильную поверхность, и время корабля остается дорогим и скудным. Эти разочарования, усугубляемые растущей потребностью в понимании глобальных изменений, побудили исследователей разработать Инициативу по обсерваториям океана (OOI) - проект стоимо

Для изучения океанов ученые полагаются на сеть орбитальных спутников и надводных кораблей. Но космические инструменты не могут проникнуть сквозь чернильную поверхность, и время корабля остается дорогим и скудным. Эти разочарования, усугубляемые растущей потребностью в понимании глобальных изменений, побудили исследователей разработать Инициативу по обсерваториям океана (OOI) - проект стоимостью 330 миллионов долларов, который обещает ознаменовать новое поколение океанографических исследований.

В основе OOI лежит инфраструктура, которая должна функционировать от 25 до 30 лет. По словам Уве Сенд, физического океанографа в Институте океанографии им. Скриппса в Ла-Холье, штат Калифорния, для истинного понимания мировых вод и того, как они реагируют на изменение климата, требуются наблюдения, охватывающие десятилетия. и землетрясения, постоянные датчики должны быть готовы захватить их.

Предполагаемая система объединяет стационарные устройства с мобильными датчиками. Причалы, закрепленные на морском дне, будут поддерживать комплекты инструментов с возможностью модернизации, которые перемещаются вертикально вдоль туго натянутых кабелей, измеряя различные условия от поверхности до дна. Автономные подводные аппараты будут скользить наружу от этих причалов по заранее запрограммированным маршрутам, собирая сведения о физике, химии и биологии обширных районов вокруг причалов.

Исследователи планируют закрепить три массива в полярных регионах, где изменение климата может существенно повлиять на образование льда и глобальные океанические течения. Вокруг Кейп-Код подобный массив будет контролировать экосистемы, имеющие решающее значение для местного рыболовства, в течение пяти лет, после чего причалы будут перемещены для изучения других прибрежных экосистем, включая Мексиканский залив.

Возможно, самый амбициозный аспект проекта запланирован на северо-западе Тихого океана, где целая тектоническая плита - плита Хуана де Фука - будет связана с датчиками для контроля ее движения и возникающей вулканической активности и землетрясений. Обеспечивая электропитание и двустороннюю связь, оптоволоконные кабели, установленные вдоль морского дна, позволят ученым, сидящим в их лабораториях, мгновенно корректировать измерения по мере развития событий на пластине.

Впервые исследователи смогут наблюдать за экстремальными событиями, которые формируют планету в режиме реального времени, отмечает Джон Делани, физический океанограф из Вашингтонского университета. Он добавляет, что благодаря этим роботам, сенсорным пакетам и камерам высокой четкости исследователи установят беспрецедентное телеприсутствие даже в самых опасных средах глубокого океана.

Более того, данные из сетей будут немедленно и бесплатно загружаться через интерфейс, подобный iTunes, говорит геофизик Scripps Джон Оркатт, который считает, что этот подход будет стимулировать виртуальные лаборатории появляться в Интернете. В области, основанной на культуре запатентованных данных, такой открытый доступ может быть трудно принять, отмечает Холли Гивен, директор OOI Консорциума по лидерству в океане в Вашингтоне, округ Колумбия. Однако надежда на то, что данные будут доступны для всех, привести к новым алгоритмам для моделирования изменений в океанах. Организаторы также надеются, что показания, которые можно использовать для создания интерактивных игр, обеспечат окно, через которое публика сможет узнать об океанах.

Хотя OOI вытекает из массового движения, которое началось в конце 1980-х годов, в настоящее время преобладает чувство безотлагательности, если США надеются остаться на переднем крае океанографических исследований. «За последние 10 лет почти все развитые страны, способные войти в океаны, делают это или готовятся к этому», - заявляет Делани. Фактически, канадские исследователи уже продвинулись вперед с планами размещения датчиков вдоль северной трети плиты Хуан-де-Фука, и Китай недавно вступил в борьбу с амбициозными планами обсерваторий в его прибрежных водах.

США начали предварительные работы в августе этого года, а именно, нанесли на карту морское дно Тихоокеанского северо-запада, чтобы определить места для прокладки волоконно-оптического кабеля. Фактическое строительство может начаться через пару лет в ожидании его включения в бюджет Национального научного фонда на 2010 год. С постоянными обсерваториями под морем, ученые могли буквально использовать свои кончики пальцев, чтобы раскрыть тайны океана.

Примечание. Эта статья изначально была напечатана под названием «Станции в морях».