Süvamere uurimise ajalugu ja tehnoloogia

Mõistel "süvameri" pole kõigil ühesugust tähendust. Kalurite jaoks on süvameri mis tahes osa ookeanist, mis asub väljaspool suhteliselt madalat mandrilava. Teadlaste sõnul on süvameri ookeani madalaim osa, allpool termokliini (kiht, kus päikesevalgusest tulenev kuumutamine ja jahutamine enam ei toimi) ja merepinna kohal. See on osa ookeanist, mis on sügavamal kui 1000 sülda või 1800 meetrit.

Sügavusi on keeruline uurida, kuna need on igavesti tumedad, eriti külmad (vahemikus 0–3 kraadi C) alla 3000 meetri) ja kõrge rõhu all (15750 psi või üle 1000 korra kõrgem kui meres tavaline õhurõhk) tase). Pliniusest kuni 19. sajandi lõpuni uskusid inimesed, et süvameri on elutu tühermaa. Kaasaegsed teadlased tunnistavad süvamere suurima elupaigana planeedil. Selle külma, pimeda, survestatud keskkonna uurimiseks on välja töötatud spetsiaalsed tööriistad.

Süvamereuuringud on multidistsiplinaarne ettevõtmine, mis hõlmab okeanograafiat, bioloogiat, geograafiat, arheoloogiat ja inseneriteadusi.

Süvamere uurimise ajalugu algab suhteliselt hiljuti, peamiselt seetõttu, et sügavuste uurimiseks on vaja arenenud tehnoloogiat. Mõned verstapostid hõlmavad järgmist:

1521: Ferdinand Magellan proovib mõõta Vaikse ookeani sügavust. Ta kasutab 2400-jalast kaalutud joont, kuid ei puutu põhja.

1818: Sir John Ross püüab usse ja millimallikaid umbes 2000 meetri sügavusel, pakkudes esimesi tõendeid süvamere elust.

1842: Vaatamata Rossi avastusele pakub Edward Forbes välja Abyssuse teooria, milles väidetakse, et bioloogiline mitmekesisus väheneb surmaga ja elu ei saa eksisteerida sügavamal kui 550 meetrit (1800 jalga).

1850: Michael Sars lükkab ümber Abyssuse teooria, avastades rikka ökosüsteemi 800 meetri (2600 jalga) kaugusel.

1872-1876: HMS Väljakutsuja, mida juhib Charles Wyville Thomson, viib läbi esimese süvamere uurimise ekspeditsiooni. Väljakutsujameeskond avastab palju uusi liike, mis on ainulaadselt kohanenud eluks merepõhja lähedal.

1930: William Beebe ja Otis Barton saavad esimestena süvamere külastuse. Terasest Bathysfääris jälgivad nad krevette ja meduusid.

1934: Otis Barton püstitas uue inimeste sukeldumise rekordi, ulatudes 1370 meetrini (.85 miili).

1956: Jacques-Yves Cousteu ja tema meeskond pardal Calypso vabastada esimene täisvärviline täispikk dokumentaalfilm, Le Monde du vaikus (Vaikne maailm), näidates inimestele kõikjal süvamere ilu ja elu.

1960: Jacques Piccard ja Don Walsh koos süvamerelaevaga Trieste, laskuda Challengeri sügavusse Mariana kraav (10 740 meetrit / 6,67 miili). Nad jälgivad kalu ja muid organisme. Arvati, et kalad ei ela nii sügavas vees.

1977: Ökosüsteemid ümber hüdrotermilised õhuavad on avastatud. Need ökosüsteemid kasutavad päikeseenergia asemel keemilist energiat.

1995: Geosati satelliitradarite andmed kustutatakse, võimaldades merepõhja globaalset kaardistamist.

2012: James Cameron laevaga Deepsea väljakutsuja, lõpetab esimese soolo sukeldamise Challengeri sügavuse põhi.

Kaasaegsed uuringud laiendavad meie teadmisi süvamere geograafiast ja bioloogilisest mitmekesisusest. Nautilus uurimissõiduk ja NOAA-d Okeanuse uurija jätkata uute liikide avastamist, lahti mõtestada inimese mõjud pelaagiline keskkonda ning uurida vrakke ja esemeid sügaval merepinna all. Integreeritud ookeanipuurimisprogramm (IODP) Chikyu analüüsib segusid maakoorest ja võib saada esimeseks maapinna vahevöösse puuritavaks laevaks.

Nagu kosmoseuuringud, nõuab ka süvamere uurimine uusi vahendeid ja tehnoloogiat. Kui kosmos on külmvaakum, on ookeani sügavus küll külm, kuid tugeva rõhu all. Soolane vesi on söövitav ja juhtiv. On väga pime.

Põhja leidmine

8. sajandil lasid viikingid veesügavuse mõõtmiseks trosside külge kinnitatud pliikaalu. Alates 19. sajandist kasutasid teadlased kõlavate mõõtmiste tegemiseks trossi asemel trossi. Moodsal ajastul on akustiliste sügavuse mõõtmine norm. Põhimõtteliselt tekitavad need seadmed valju heli ja kuulavad kaja, et mõõta kaugust.

Inimeste uurimine

Kui inimesed said teada merepõhja, tahtsid nad seda külastada ja seda uurida. Teadus on jõudnud kaugemale sukeldumiskellast - tünnist, mis sisaldab õhku, mida võiks vette lasta. Esimene allveelaev ehitas Cornelius Drebbel 1623. aastal. Esimese veealuse hingamisaparaadi patenteerisid Benoit Rouquarol ja Auguste Denayrouse 1865. aastal. Jacques Cousteau ja Emile Gagnan arendasid välja Aqualung, mis oli esimene tõeline süsteem "Scuba" (iseseisev veealune hingamisaparaat). 1964. aastal testiti Alvinit. Alvini ehitas General Mills ja seda haldas USA mereväe ja Woods Hole'i ​​okeanograafiainstituut. Alvin lubas kolmel inimesel vee all olla kuni üheksa tundi ja nii sügaval kui 14800 jalga. Kaasaegsed allveelaevad võivad sõita nii sügavale kui 20000 jalga.

Roboti uurimine

Kui inimesed on külastanud Mariana kraavi põhja, olid reisid kallid ja võimaldasid ainult piiratud uurimist. Kaasaegne uurimine tugineb robotitele.

Kaugjuhitavad sõidukid (ROV-d) on lõastatud sõidukid, mida uurivad laevad. ROV-dega on tavaliselt kaasas kaamerad, manipulaatorivarred, sonarivarustus ja proovimahutid.

Autonoomsed veealused sõidukid (AUV) töötavad ilma inimese juhtimiseta. Need sõidukid genereerivad kaarte, mõõdavad temperatuuri ja kemikaale ning teevad fotosid. Mõned sõidukid, näiteks Nereus, toimib kas ROV või AUV-na.

Instrumentatsioon

Inimesed ja robotid külastavad asukohti, kuid ei püsi piisavalt kaua, et aja jooksul mõõtmisi koguda. Merealused instrumendid jälgivad vaalalaule, planktoni tihedust, temperatuuri, happesust, hapnikuvabadust ja mitmesuguseid keemilisi kontsentratsioone. Need andurid võib kinnitada profileerimispoide külge, mis triivivad vabalt umbes 1000 meetri sügavusel. Ankurdatud observatooriumides paiknevad instrumendid merepõhjas. Näiteks seisab Monterey kiirendatud uuringusüsteem (MARS) Vaikse ookeani põrandal 980 meetri kõrgusel, et jälgida seismilisi rikkeid.