Впервые ученые из Гавайского университета в Маноа (UH Mānoa) и Исследовательского института океанариума Монтерей-Бей (MBARI) задействуют небольшой парк автономных подводных аппаратов большой дальности (LRAUV), которые имеют возможность автоматически собирать и архивировать пробы морской воды. Эти новые роботы позволят исследователям отслеживать и изучать океанские микробы с беспрецедентной точностью.
Микробы океана производят не менее пятидесяти процентов кислорода в нашей атмосфере, удаляя при этом большое количество углекислого газа. Они также составляют основу морских пищевых сетей, в том числе тех, которые поддерживают глобальное рыболовство в океане. Эдвард Делонг и Дэвид Карл, профессора океанографии в Школе наук и технологий об океане и земле Университета штата Маноа (SOEST), изучают эти микробы на протяжении десятилетий. Для этого проекта они и их команды сотрудничают с инженерами из MBARI, чтобы протестировать новые способы адаптивного отбора проб океанографических особенностей, таких как водовороты в открытом океане, вихревые массы воды, которые медленно движутся по Тихому океану, что может иметь большое влияние на океанские микробы..
В конце февраля 2018 года инженеры MBARI завершили строительство и испытания трех новых LRAUV в сотрудничестве с учеными UH Mānoa и доставили их на прошлой неделе для их первого развертывания в гавайских водах. По мере движения LRAUV через океан они собирают информацию о температуре воды, химическом составе и хлорофилле (индикатор микроскопических водорослей) и отправляют эти данные ученым на берег или на ближайший корабль. Кроме того, уникальным аспектом этих AUV является встроенный процессор экологических проб (ESP), миниатюрная роботизированная лаборатория, которая собирает и сохраняет образцы морской воды в море, позволяя исследователям делать снимки генетического материала и белков организмов.
MBARI разрабатывает ESP уже около 15 лет. Первые инструменты были размером с 55-галлонную бочку. Эти последние ESP третьего поколения имеют диаметр от восьми до десяти дюймов, что составляет одну десятую от первоначального размера, и были разработаны специально для размещения внутри LRAUV.
Джим Берч, ведущий инженер MBARI по проекту ESP, прокомментировал: «Когда мы впервые заговорили о установке ESP в AUV, я подумал про себя: «Этого никогда не произойдет». Но теперь я действительно думаю, что это изменит океанографию, дав нам постоянное присутствие в океане - присутствие, которое не требует лодки, может работать в любых погодных условиях и может оставаться в той же толще воды, когда она дрейфует. открытый океан."
Благодаря своим геодезическим возможностям LRAUV позволяет ученым обнаруживать, отслеживать и пробовать водовороты в открытом океане, которые могут иметь диаметр более 100 километров (62 мили) и длиться месяцами. Когда эти водовороты вращаются против часовой стрелки, они выносят воду из глубин на поверхность. Эта вода часто содержит питательные вещества, необходимые микроскопическим водорослям (фитопланктону) для выживания.
«Новые LRAUV могут преодолевать расстояние более 600 миль и использовать свои собственные «глаза и уши» для обнаружения важных океанографических событий, таких как цветение фитопланктона», - объяснил Делонг. «Эти новые подводные беспилотники значительно расширят наши возможности для изучения отдаленных районов, а также позволят нам собирать и изучать океанографические события и особенности, которые мы можем видеть с помощью удаленных спутниковых снимков, даже когда корабли недоступны».
Экспедиционный круиз на борту научно-исследовательского судна Falkor Океанического института Шмидта (SOI) отправляется 10 марта для морских испытаний в открытом океане недавно разработанных MBARI LRAUV. Во время этого круиза исследователи обнаружат водоворот, используя спутниковые данные, а затем задействуют LRAUV для исследования объекта и сбора проб воды. Когда роботы вернутся на поверхность и будут восстановлены, исследователи UH Manoa извлекут ДНК из фильтров. Эта информация даст уникальное представление о продолжительности, стабильности и влиянии водоворота на океанские системы; и улучшит существующие модели океана, которые имеют решающее значение для формирования ожиданий относительно здоровья будущих океанов.
«Хотя этот флот AUV никогда не заменит нашу потребность в способном исследовательском судне, он обеспечит столь необходимый доступ к морю и сбор новых наборов данных, которые иначе были бы невозможны», - сказал Карл.