2,5 kilometra poniżej poziomu morza powstaje odległe laboratorium – Ars Technica

W 1962 r. u wybrzeży Marsylii we Francji, na głębokości 10 metrów, utworzono jedno z pierwszych na świecie laboratoriów badań podwodnych i siedlisk ludzkich. Projekt Conshelf 1 składał się ze stalowej konstrukcji, w której przez tydzień przebywało dwóch mężczyzn.

Teraz, ponad 60 lat później, niedaleko Marsylii powstaje kolejne podwodne laboratorium, tym razem do badania morza i nieba. W przeciwieństwie do forte Conshelfa, Śródziemnomorskie Laboratorium Souss-Marine Provence (LSPM) nie będzie zamieszkany przez ludzi. Położone 40 kilometrów od wybrzeża Tulonu na głębokości 2450 metrów jest to pierwsze w Europie zdalnie sterowane podwodne laboratorium.

Fizyka podwodna

Obecnie sercem LSPM są trzy skrzynki przyłączeniowe, które mogą obsługiwać wiele narzędzi i pobierać dane. Skrzynki, każda o długości 6 metrów i wysokości 2 metrów, są podłączone do systemu zasilania na Ziemi za pomocą 42-kilometrowego kabla fotowoltaicznego. Część optyczna tego kabla służy do zbierania danych z puszek połączeniowych.

Dwie skrzynki przyłączeniowe są przypisane do działu ORCA Teleskopu Kilometrowego Sześcianu Neutrino (KM3Net). ORCA obejmuje trójwymiarową tablicę 2070 sfer, z których każda zawiera 31 detektorów zwanych fotopowielaczami. Kule te zostaną ułożone na 115 liniach zakotwiczonych w dnie oceanu i zakotwiczonych przez zanurzone boje. Obecnie zainstalowano 15 czcionek.

Bliźniacze stanowisko ORCA, ARCA, znajduje się u wybrzeży Sycylii na głębokości 3400 metrów. Łącznie stanowiska ORCA i ARCA zajmują ponad 1 kilometr sześcienny wody.

„Te gigantyczne układy detektorów mogą wykrywać neutrina emitowane z nieba nad półkulą południową. W rzadkich przypadkach [the neutrinos] Oddziałują z cząsteczkami wody, wytwarzając niebieskawy błysk światła w ciemności oceanicznej otchłani” – powiedział Paschal Coel, dyrektor ds. badań w Centre de Physique des Particules de Marseille i dyrektor LSPM dla Ars Technica. nam zmierzyć kierunki i energie neutrin”.

czujnik dźwięku

Trzecia puszka przeznaczona jest do badań nauk o morzu, w tym tzw. linii Albatross, na którą składają się dwa kable indukcyjne o długości jednego kilometra przymocowane do dna oceanu. Kable te są wyposażone w czujniki do pomiaru temperatury wody i prądów oceanicznych, a także poziomu tlenu i pH.

the Laboratorium Geoazur, instytut nauk o Ziemi z siedzibą w pobliżu Cannes, opracował szerokopasmowy sejsmograf, który jest osadzony w osadach na dnie oceanu, umożliwiając uzyskiwanie danych sejsmicznych w czasie rzeczywistym. Wraz z sejsmografem naukowcy z Geoazur przekształcili jedno ze światłowodów głównego 42-kilometrowego kabla fotowoltaicznego w gigantyczną tablicę czujników sejsmoakustycznych.

Nie są to tradycyjne sensory, lecz defekty w szkle, które pojawiają się podczas produkcji światłowodów. Wady te występują w sieci światłowodowej. Wynika to z procesów ogrzewania i ciągnienia szkła. W wyniku tych defektów część światła jest odsyłana z powrotem w kierunku nadajnika” – powiedział Anthony Sladen z Geoazur Lab. Dodał, że fala sejsmiczna lub dźwiękowa rozciąga lub kurczy światłowód, zmieniając w ten sposób ścieżkę światła. „Mierząc tę ​​​​zmianę, możemy zmierzyć zarówno fale sejsmiczne, jak i dźwiękowe”.

Sladin i jego zespół przekształcili wady w szklanej siatce w 6000 wirtualnych czujników, które mogą dostarczać danych o trzęsieniach ziemi, podwodnym hałasie ze statków i falach w czasie rzeczywistym.

Inne urządzenia składają się z grupy hydrofonów, które mogą wykrywać i rejestrować odgłosy wielorybów i delfinów na różnych częstotliwościach. Dane pomogą naukowcom zrozumieć, jak często te walenie powtarzają lokalizację, a także ich zachowanie wokalne.

Nadchodzi więcej

Podczas gdy wyżej wymienione urządzenia działają, oczekuje się, że inne urządzenia laboratoryjne, które są już zainstalowane na dnie oceanu, będą działać do lata.

Wśród nich najbardziej godnym uwagi jest robot o nazwie BathyBot, opracowany przez Śródziemnomorski Instytut Oceanografii, który może poruszać się po dnie oceanu dzięki gąsienicom. BathyBot jest wyposażony w czujniki do pomiaru temperatury, stężenia tlenu i dwutlenku węgla, prędkości i kierunku prądu, a także zasolenia i stężenia cząstek.

Sterowany z brzegu i kierowany przez wbudowaną kamerę, robot będzie mógł również wspiąć się na dwumetrową sztuczną rafę i mierzyć właściwości wody w osadach dna oceanu.

Oczekuje się, że inne instrumenty, takie jak spektrometr gamma do monitorowania poziomów radioaktywności i stereoskopowa kamera z pojedynczym fotonem do pomiaru bioluminescencji organizmów głębinowych, zaczną działać mniej więcej w tym samym przedziale czasowym.

Według Coyle’a, ponieważ głębokie morze nie jest dobrze poznane, „urządzenia takie jak LSPM mogą pogłębić nasze zrozumienie wielu różnych zjawisk”.

„Najważniejszą rzeczą do zbadania jest długoterminowy wpływ globalnego ocieplenia. Obserwacje LSPM już wskazują na wzrost temperatury morza i niższy poziom tlenu nawet na tych głębokościach.

Dhananjay Khadilkar jest dziennikarzem mieszkającym w Paryżu.