
编者注:在本每周系列中,LiveScience探讨了技术如何推动科学探索和发现。
从赫尔曼·梅尔维尔(Herman Melville)的“ Moby Dick”到Jules Verne的“海底两千个联赛”,大海长期以来一直是一个深厚的奇迹和神秘的主题。
在大多数人类历史上,这个庞大的水居住所(占地70%)仍未得到探索。但是近几十年来,技术已经开始给人类一瞥深海景观。潜水物可以将人们带到海底最深的深处。现在,自动驾驶汽车可以绘制人眼从未见过的地理。
“技术在探索和理解海洋数千年来,它将继续这样做。
人类探索
传统上,人类从表面上的船只调查了海洋。但是要真正了解内部的样子,就必须在其中。还有什么比在载人潜水中更好的体验水居住所的方法呢?世界上第一批深海人类潜水物之一Alvin建于1964年。Alvin进行了4,400多次潜水,包括潜水,在地中海发现丢失的氢气炸弹并探索探索的残骸泰坦尼克号。该潜艇由美国海军拥有并由Whoi经营,可以一次运送三个人(两个科学家和一名飞行员),并在持续六到10个小时的潜水中前往14,800英尺(4,500米)的深度。 [信息图:最高山到最深的海沟这是给出的
电影制片人兼导演詹姆斯·卡梅隆(James Cameron)引起了世界的关注最近,当他降落到玛丽安娜(Mariana)沟的最深处,处于6.8英里(10.9公里)的海绵状深度时,他帮助建造了名为“ Deepsea Challenger”。人类以前只进行过一次旅行,当时雅克·皮卡德(Jacques Piccard)和海军中尉唐纳德·沃尔什(Donald Walsh)于1960年在那里驾驶了深水平的车辆。
鲍恩告诉《生命科学》,“人类仍然是理解未知环境的最好的'套餐'。”他补充说,人类的观察和理性权力是有价值的工具。
机器人旅行者
即便如此,海洋探索的某些方面也最好留给机器人。远程操作的车辆,或ROV是通过系绳电缆在船上受到科学家控制的无人船只。 Whoi的Rov Jason是一个由两部分组成的系统。飞行员将命令和电源发送给一辆名为Medea的车辆,将其转移到Jason。杰森将数据和实时视频发送到船上。 ROV包含声纳设备,摄像机和仍然相机。杰森(Jason)有操纵臂,用于收集岩石,沉积物或海洋生命的样本,以返回地面。加利福尼亚州的蒙特利湾水族馆研究所(MBARI)有两个类似的ROV,Ventana和Doc Ricketts,那里的研究人员用它们来调查水下火山和研究尚未见的海洋生物。 [在照片中:怪异的深海生物这是给出的
自动水下车辆或AUVS是另一类至关重要的海洋机器人。这些车辆可以在没有任何人类控制的情况下进行远距离航行并收集科学数据。 Whoi是Auv,Sentry,可以调查海洋中期或探索海底,下降到19,700英尺(6,000 m)。车辆可以产生海底的详细地图使用声纳,并为中海山脊,深海通风口和冷渗漏(其中甲烷和富含硫化物的液体从海底泄漏的区域)拍摄照片。 AUV还测量了海洋的物理特征,例如温度,盐度和溶解氧。
现在,工程师正在开发混合机器人车,例如Whoi'sNereus,这可以用作远程操作的车辆或自动驾驶水下车辆。 Nereus的第一个任务是探索挑战者深处,这是Mariana Trench的最深层次(一个比珠穆朗玛峰高的地区深)。使用AUVS,MBARI科学家在加利福尼亚州墨西哥湾绘制了火山特征。他们还检测到位于加利福尼亚州蒙特利湾和其他地方的几个不断扩大的氧最小区域 - 极大影响生物群落的低氧区域。该研究所的AUV之一目前正在加拿大北极部署,在那里它将研究从海底沉积物中称为气体水合物的Icelike固体中释放温室气体,该固体加速了全球变暖。
尽管机器人车辆可欣赏到海洋的单一景色,但他们只看到海洋环境的快照。
海底仪器
为了监视长时间的海洋,科学家需要能够连续取样海洋环境的工具。科学家已经开发了一套传感器,可以完成从测量水温和酸度到图像浮游生物到记录鲸鱼呼叫的所有工作。
Mbari海洋业务总监Steve Etchemendy说:“海洋很大,它是充满活力的,而且变化很大。” “除非我们能与水体呆在一起,否则很难看到发生了什么。”
分析浮标可以降至330英尺(1,000 m)并自由漂移,测量化学特征,然后升至表面以通过卫星向后传输数据。姆巴里(Mbari)使用这些来监测南极附近的南大洋的健康。 Etchemendy告诉LiveScience,南大洋会产生地球从海洋中获得的大部分氧气。
大型锚定系泊也提供了测量海洋的健康。这些连续地对海面进行测量,并通过无线电传递数据。
水下观测值也许是研究深海的最永久方式。例如,姆巴里(Mbari)有一个名为火星的蒙特雷加速研究系统,该系统位于3200英尺(980 m)深的海底。例如,可以将仪器插入天文台的端口中,以监视地震故障。
鲍恩说,所有这些技术(从潜水车到水下观测站)旨在提供通往海洋的通道。鲍恩说,与任何未经探索的边境一样,“海洋的持久性”确实很重要。”
编者注:这个故事于7月16日星期二美国东部时间上午9:20更新,以纠正Alvin潜水可容纳的人数(如前所述,三个,而不是两个)。
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