Пятьсот жерл, недавно обнаруженных у западного побережья США, из каждого из которых пузырится метан из недр Земли, возглавляют длинный список откровений о «затопленной Америке», которые отмечают ведущие морские исследователи, собравшиеся в Нью-Йорке.
«Похоже, что все побережье у Вашингтона, Орегона и Калифорнии представляет собой гигантское просачивание метана», - говорит первооткрыватель «Титаника» Роберт Баллард, который обнаружил новые для науки жерла во время летних экспедиций на своем корабле «Наутилус».
Открытия удваивают примерно 1000 таких жерл, которые, как теперь известно, существуют вдоль континентальных окраин США. Этот шипящий метан (видео: https://bit.ly/2egtF7F) является мощным парниковым газом, если он попадает в атмосферу; чистое горящее топливо при безопасном захвате.
«Это область, созревшая для открытий», - говорит доктор Николь Рэйно, директор по научным операциям Ocean Exploration Trust доктора Балларда. «Мы не знаем, сколько существует просачиваний, даже в водах США, как долго они были активны, насколько они устойчивы, что их активировало или сколько метана попадает в атмосферу, если таковое имеется».
Дальнейшие исследования и измерения помогут заполнить важные пробелы в знаниях, в том числе о том, как ведут себя углеводороды на глубине под водой и в геологической структуре дна океана.
Экспедиции этого года включают также глубоководное исследование Марианской впадины NOAA - 59-дневное путешествие с 22 погружениями в самые глубокие известные каньоны планеты в Тихом океане недалеко от Гуама.
Исследователи NOAA добавили в мировой реестр три новых гидротермальных жерла и новое высокотемпературное вентиляционное поле «черного дыма», состоящее из дымоходов высотой до 30 метров - высотой с девятиэтажное здание.
Также обнаружены: крошечный точечный вулкан (первый обнаруженный в водах США), новый грязевой вулкан, густые сады глубоководных кораллов и губок, редкое высокоплотное сообщество корзинчатых звезд и морских лилий (а живое ископаемое) и исторические обломки времен Второй мировой войны. (Фото, видеозапись:
Причудливые фиолетовые животные
Десятки захватывающих, редких и иногда сбивающих с толку неизвестных видов, обнаруженных в ходе первых в этом году путешествий в новые глубоководные районы океана, включают несколько фиолетовых животных, таких как:
- Причудливый фиолетовый «грязевой монстр»: «желудевый червь». Фото: https://bit.ly/2dytSnW, видео: https://bit.ly/2d6FQ6a, источник: NOAA
- Плавающий фиолетовый морской огурец, напоминающий летящую Мэри Поппинс. Фото: https://bit.ly/2dQdURC, видео: https://bit.ly/2d6FQ6a, источник: NOAA
- Таинственный фиолетовый шар, который один ученый сравнил с диско-шаром, может оказаться новым для науки. Фото: https://bit.ly/2dBQDoC, видео: https://bit.ly/2cXM5Ho, кредит: Ocean Exploration Trust
- Редкий пурпурный кальмар-вампир (Vampyroteuthis infernalis), глубоководное существо, прозванное своим глубоким цветом и красными глазами (а не потому, что питается кровью). Фото: https://bit.ly/2dlk2mo видео: https://bit.ly/2ctAimv, кредит: Ocean Exploration Trust
- Коротенькое фиолетовое животное с выпученными глазами, похожее на помесь осьминога и кальмара. Фото: https://bit.ly/2d8UWHn, видео: https://bit.ly/2cYoQ13 Предоставлено: Ocean Exploration Trust
Помимо впечатляющей фотогеничности, такие животные помогают ученым лучше понять паутину жизни, поддерживающую все виды, включая человека.
Кроме того, понимание того, как «экстремофильные» формы жизни выживают в таких условиях (пьезофилы, например, процветают при высоком давлении; пишрофилы, они же криофилы, живут в воде с температурой соленый рассол, окруженный морским льдом), имеет важное значение для технологий консервирования продуктов питания и фармацевтических препаратов, медицинских технологий, нанотехнологий и энергетики.
Исследования океана претерпевают историческую трансформацию
Доктор. Баллард и около 100 других ведущих деятелей морской науки встречаются 20-21 октября, чтобы сравнить мысли о будущем морских исследований на Национальном форуме по исследованию океана 2016 года «За пределами кораблей: 2020-2025», организованном в Нью-Йорке The Rockefeller. Университет в партнерстве с Университетом Монмута. Форум также поддерживается Инициативой Монмута-Рокфеллера в области морской науки и политики, NOAA, Океаническим институтом Шмидта и Джеймсом А. Остином-младшим.
Исследование океана подошло к историческому рубежу, говорят организаторы Форума, поскольку благодаря новым технологиям происходят глубокие преобразования во главе с все более доступными «роботами» - автономными или дистанционно управляемыми транспортными средствами, которые погружаются в океан или бороздят поверхность с грузом. с датчиками, собирающими информацию с приборов, подвешенных под ними.
ROV SuBastian, например, представляет собой новую экологически чистую глубоководную исследовательскую платформу весом 3100 кг (6500 фунтов) для НИС Falkor Океанического института Шмидта, оснащенную камерами сверхвысокого разрешения 4K., механические руки, которые перемещаются в семи направлениях и могут брать пробы с глубины 4500 метров (2.8 миль), с системой освещения, эквивалентной лампам дальнего света 150 автомобилей. (Видео ходовых испытаний SuBastian: https://bit.ly/2dn17as; фотографии в высоком разрешении, b-roll:
Говорит Венди Шмидт, соучредитель Океанического института Шмидта: «С ROV SuBastian мы поможем сделать жизнь на дне океана реальной для людей, которые никогда не посетят море, чтобы они тоже могли начать ценить важность здоровья океана и установить связь между жизнью в глубоком море и жизнью на суше».
"Вам не нужно быть ученым в море, чтобы признать важность морской среды, и мы только в начале нашего понимания. Мы никогда не ожидали, что обнаружим самую глубоководную живую рыбу в мире, рыбу-призрак (видео: https://bit.ly/2cNNvSo) еще в 2014 году, и мы с нетерпением ждем новой жизни, которую нам предстоит открыть".
ROV SuBastian получит такую возможность в декабре этого года во время своего первого научного круиза по Марианской задней дуге в западной части Тихого океана. (Подробности круиза: https://bit.ly/2dXOMvA. Все погружения будут транслироваться в прямом эфире на странице Института океана Шмидта на YouTube:
Вклад в трансформацию: Современные методы коммуникации и выборки, включая eDNA, анализ больших данных и другие высокотехнологичные достижения, которые автоматизируют и значительно ускоряют работу, открывая путь для экспертов и общественности, см., рисуйте, пробуйте и контролируйте прежде секретные глубины морей.
Строим «любопытных» роботов
Инновации включают в себя портативные обсерватории для подводного наблюдения и «любопытного исследовательского робота», запрограммированного на то, чтобы фокусироваться на всем, что незнакомо его мозгу банка данных (фото: https://bit.ly/2dXV9fz, видео: https:// bit.ly/2dq4eA3, данные WHOI).
По словам новатора Йогеша Гирдхара из Океанографического института Вудс-Хоул, в ходе недавнего испытания у побережья Панамы плавающий робот размером с чемодан обнаружил поразительно огромную популяцию крабов.
Другие инженеры, тем временем, разрабатывают беспилотные подводные и надводные транспортные средства, «меняющие правила игры», оснащенные множеством сложных датчиков для выполнения набора подводных задач, которые могут работать месяцами благодаря недавним улучшениям в технологии аккумуляторов.(См., например, видео 51-футового Echo Voyager компании Boeing:
Такие «роботы» могут быть запрограммированы на проведение глубоководных исследований или поисков по схеме газонокосилки, регулярные всплытия для передачи данных на берег через спутник, или на патрулирование прибрежной зоны, возвращаясь в порт через час-два месяцев на перезарядку и передислокацию.
Эти технологии позволят нынешнему поколению «исследовать больше планеты Земля, чем все предыдущие поколения вместе взятые», - предсказывает доктор Баллард, чья выдающаяся карьера будет отмечена на Форуме чемпионом океана Института городского побережья Университета Монмута. награда.
Технологии не только помогут обнаружить и контролировать новые полезные ископаемые и живые ресурсы, они могут помочь защитить интересы, жизненно важные для мировой экономики, или определить лучшие пути для коммуникационных кабелей, которые пересекают дно океана - жилы Интернета.
Корабли переходят на многососудные исследовательские ульи
До недавнего времени в исследовании океана участвовали корабли, работающие как рыболовные суда, датчики погружения и сбор данных.
Участники форума, такие как Джон Крайдер из Oceaneering International, видят, что такие корабли в будущем будут служить ульями, из которых будут запускаться флотилии и эскадрильи автономных подводных, надводных и воздушных транспортных средств - роботов, управляемых экспертами на борту или удаленно, например, из удаленный университетский городок через «телеприсутствие», возвращаясь с изображениями и данными на порядок больше, чем когда-либо прежде.
Благодаря современным коммуникационным технологиям школьники, их учителя, да и вообще любые заинтересованные представители общественности теперь могут и делают, следят за экспедициями онлайн в режиме реального времени.
Среди многих насущных интересов и занятий морских ученых и историков в государственном, частном и военном секторах:
- Изменение окружающей среды Арктики, в том числе воздействие на кромку морского льда, образование волн на вновь открывшейся воде, а также новые вторжения теплых вод из соседних Атлантического и Тихого океанов, которые также нарушают стратификацию водной толщи Северного Ледовитого океана
- Открытие редкоземельных и других минералов, тайников метана и новых месторождений нефти, а также новых видов морских растений и животных, некоторые из которых уже привели к появлению новых фармацевтических препаратов, и большие надежды на многие ценные открытия в будущем
- Лучшее понимание пищевой цепи - мониторинг распространения и изобилия морских обитателей, поиск новых для науки видов и обнаружение инвазивных или находящихся под угрозой исчезновения видов.
- eDNA (экологическая ДНК), проба воды теперь может использоваться для определения того, какие виды недавно прошли, на основе ДНК, оставшейся в метаболических отходах, клетках кожи и поврежденных тканях (предмет статьи Исследователь океана Ширли Помпони, финансируемая NOAA. И благодаря новым акустическим методам морские биологи могут также определять уровни биоразнообразия на коралловых рифах, просто слушая (тема доклада, подготовленного для Форума Дженнифер Л. Миксис-Олдс из Университета Нью-Гемпшир и Брюс Мартин, Университет Далхаузи, доступно на
- Нахождение исторических обломков самолетов и кораблей, таких как недавно обнаруженный на глубине 2800 футов авианосец времен Второй мировой войны USS Independence (фото: https://bit.ly/2d4leYD), ядерное испытание на атолле Бикини последний раз цель видели, когда она была затоплена у берегов Сан-Франциско 65 лет назад. Другие важные недавние находки включают USS Conestoga, найденный на глубине 200 футов недалеко от Сан-Франциско, положивший конец 95-летней военной тайне о судьбе ее экипажа из 56 человек; Корабли сэра Джона Франклина « Террор» и « Эреб», потерянные при поисках Северо-Западного прохода; китобойные суда 1870-х годов, найденные раздавленными у берегов Аляски; и скелеты 2000-летних моряков в водах Греции
- Определение местонахождения и состояния затонувших ядерных материалов и отходов, а также оружия 20-го века, включая химический нервно-паралитический газ и крупные взрывчатые вещества, утилизированные после войны в море. Ученые говорят, что и по сей день взрывы выброшенных боеприпасов мировой войны у берегов Европы время от времени вызывают толчки, некоторые из которых равны землетрясению силой 2 балла по шкале Рихтера
- Обнаружение новых образований на дне океана, тестирование новых океанографических устройств и характеристика источников звука в изменяющемся океане. Результат: больше шансов найти или спрятать подводную лодку или избежать морской мины.
По словам ученого Джеймса (Джейми) А. Остина-младшего из Техасского университета, «медленный, трудоемкий и дорогостоящий способ, которым мы всегда занимались исследованием океана - одно судно, выполняющее одну задачу за раз, - это уступив место автономным системам, которые собирают огромные массивы данных, а достижения в области анализа больших данных позволяют ученым быстро разобраться в них».
Доктор. Остин представляет себе установки на морском дне - измеряющие толчки или помогающие ученым оценить скорость, с которой Земля поглощает углерод своей мантией в результате тектоники плит, например, - с данными, доставляемыми устройством, периодически поднимающимся и опускающимся на поверхность.
Земля булькает
Важной задачей является простое картографирование дна океана. В то время как спутники полностью нанесли на карту морское дно в низком разрешении, только 10% нанесено на карту подробно.
При ориентировочной стоимости в 2,9 миллиарда долларов - или около 9 долларов за квадратный километр (23 доллара за квадратную милю) - карта глубин океана «Земля бульканья» может быть составлена с высоким разрешением с использованием многолучевого гидролокатора, похожего на полосу обзора..
Опасность неизведанных океанических гор, траншей, вулканов и других особенностей была резко продемонстрирована в 2005 году, когда атомная подводная лодка USS San Francisco на большой скорости столкнулась с подводной горой в Тихом океане, в результате чего один член экипажа погиб и был ранен 97.
Более 50% территории США находится под поверхностью океана, и такое картирование может также расширить американские территориальные и ресурсные претензии.
С документацией о континентальном шельфе, исключительная экономическая зона Америки, площадь которой сегодня составляет 11,3 млн кв. км, может расшириться еще на 2,2 млн кв. км, т. е. на 20% больше, чем Аляска. (См.
Выдающиеся открытия океана
По словам доктора Балларда, ключевые морские открытия на сегодняшний день включают:
- В Галапагосском разломе, гидротермальных жерлах, «которые вполне могут объяснить происхождение жизни на Земле»
- На Восточно-Тихоокеанском возвышении другие черные курильщики, «которые объяснили химический состав Мирового океана и их месторождения полиметаллических сульфидов меди, свинца, серебра и золота»
- На Срединно-Атлантическом хребте, Затерянном городе с карбонатными трубами высотой 60 метров, "которые показали глубину циркуляции морской воды в земле"
- Вдоль континентальных окраин мира просачивается массивный метан, «который не был включен в наше моделирование глобальных изменений»
- В Черном море отлично сохранились деревянные корабли, «что показало, что морские глубины являются крупнейшим музеем на земле», и
- Рядом с Ньюфаундлендом, RMS Титаник, «вызвавший огромный интерес к истории человечества, скрытой под водой».
Другие недавние находки древних кораблекрушений и даже древних человеческих останков, добавляет он, показывают, что первые мореплаватели не просто держались вдоль береговой линии, но мужественно плыли на большие расстояния от берега, и позволяют определить, кто они были.
Хотя эти и бесчисленные биологические открытия представляют собой вещи, обнаруженные под водой, целью будущих исследовательских кампаний является увеличение количества измерений, взятие большего количества проб и лучшее понимание физических, геологических и живых процессов - знания, имеющие жизненно важное значение для безопасности, ответственного использования океана и устойчивое управление ресурсами.
На вопрос, что, по его мнению, еще может быть обнаружено под водой, доктор Баллард сравнивает это с вопросом Льюиса или Кларка, что, по их мнению, они найдут во время своего исторического путешествия по Америке. Ответ, по его словам, был бы таким: «Я не знаю. Я сажусь в каноэ и буду грести».
В одной из нескольких статей, написанных для Форума, тем временем посол США Кэмерон Хьюм добавляет, что, помимо исследования и первоначальной характеристики океанской области, человечеству также необходимо проводить последующие исследования и долгосрочные наблюдения.
В своей статье д-р Джерри Шубель из Аквариума Тихого океана, сетуя на относительно низкий уровень общественного внимания, уделяемого исследованию океана, указывает на новые возможности для повышения осведомленности, созданные социальными сетями.
«Понимание жизни на других планетах, - говорит он, - может помочь нам понять происхождение жизни во Вселенной, но не может сравниться с актуальностью и важностью исследования океана для будущего жизни на этой планете».."
Скрытые в морях: миллион неизвестных видов, миллион кораблекрушений
Говорит организатор профессор Джесси Осубель, преподаватель Университета Рокфеллера: «SuBastian and the Roboats звучит как рок-группа, но это будущее исследования океана. Один миллион морских видов и один миллион затонувших кораблей могут остаться в живых. быть обнаружены. Давайте использовать новые подходы для многократного исследования."
Говорит организатор Форума вице-адмирал Пол Гаффни, бывший президент Университета Монмута и научный сотрудник Института городской береговой политики: «Америка - величайшая морская держава в истории мира, но мы едва ли знаем, что Америка находилась под водой, и только около 10 % мирового океана. На этом Форуме мы призываем лидеров океанических технологий присоединиться к обсуждению и поддержать более комплексные исследовательские кампании, необходимые для устойчивого использования океанов и вдохновляющего управления океанами».
Форум будет использовать три примера приоритетных областей исследования океана, чтобы конкретизировать новые идеи:
- Юго-восточная Атлантическая бухта США
- Мексиканский залив и
- Арктика
Карты в высоком разрешении: https://bit.ly/2e2lIQ7; кредит Мэтт Кинг и Машкур Малик
Конечная цель: сформулировать убедительные, выполнимые кампании, которые должны быть проведены участниками в период 2020-2025 гг.
На Форуме д-р Джотика Вирмани поделится составом команд для участия в глобальном соревновании Shell Ocean Discovery XPRIZE стоимостью 7 миллионов долларов, направленном на продвижение беспилотных исследований океана.
Президент НАН: новые технологии могут открыть «эру гражданской науки исследования океана»
В письме к Форуму (полностью: https://bit.ly/2dA7uqT) президент Национальной академии наук США, знаменитая исследовательница океана Марсия МакНатт, говорит, что «ряд событий подчеркнул насколько важна наша миссия - значительно улучшить знания о морской среде».
Недостаточное знание рельефа океана и течений мешало поиску рейса MH 370, например, в 2014 году.
CubeSats, отмечает она, «демократизировали» космос, предоставляя доступ за копейки на доллар. Точно так же новые коммерческие инструменты, хотя и все еще находятся в зачаточном состоянии, обещают открыть эру гражданской науки в исследовании океана.."
"Задача, с которой мы сталкиваемся, просто слишком велика, чтобы продолжать использовать инструменты 20-го века, если мы надеемся решить проблему."