https://frosthead.com

Научници истражују задивљујуће хидротермалне отворе у виртуелној стварности

У дубоким водама између Фиџија и Тонге, отприлике километар испод површине, са морског дна се уздижу високи димњаци. Ови црни пушачи избацују тамне облаке кипуће воде, богате елементима попут сумпора, бакра и цинка.

Упркос тами, притиску притиска, топлоти и отровности на месту североисточног базена Лау, близу места где се зближавају аустралијска и пацифичка тектонска плоча, димњаци засипају животом. Рударске компаније су постале заинтересоване за кеш метала на хидротермалним отворима, због чега је све неопходније испитивати и каталогизирати ове сложене екосистеме. Али проучавање океанског дна није једноставан задатак.

Басен Лау лежи у великој мјери ван домашаја људи. Иако подморнице, попут Алвина, могу одвести људе у дубину, приступ таквој опреми је ограничен и ризичан. Научници се углавном ослањају на возила на даљинско управљање (РОВс) које су им очи и руке доле.

Упркос томе, доживљавање ових пукотина у океанској кори кроз ограничен домет камере је мање него задовољавајуће искуство, објашњава Том Кваснитсцхка, истраживач дубоког океана из Хелмхолтз центра за истраживање океана у Киелу, у Немачкој.

"Замислите да ходате Манхаттаном и да им дозволите да само виде град кроз тражило камере", каже он. "Какво би искуство стекао?"

Научници и инжињери који су пловили на истраживачком броду Института Оцеан Сцхмидт Фалкор користе виртуелну стварност да би се упустили у овај ванземаљски свет. Иако су претходне групе сликале појединачне димњаке, тим планира да створи тродимензионалну виртуелну реконструкцију целог вентилационог поља користећи један од најнапреднијих РОВ-ова за постављање пропелера у слив Лау.

„Желели смо да прошетамо морским дном - лако је тако“, каже Кваснитсцхка, главни научник пројекта. "Само што није."

Хидротермални отвори се формирају у вулканско активним регионима океана, где вода може пузати између пукотина у коре и доћи у контакт са топлином која струји испод. Ова прегријана вода раствара дио метала из околних стијена прије него што се избаци у црне облаке попут гејзера из морског дна.

Не само да температуре на хидротермалним отворима могу достићи ниво паљења, па до 700 степени Фаренхеита, већ је окружење прекривено мраком. Поврх тога, тежина све изнад воде би срушила незаштићено људско тело. Тим РОВ-а истраживао је око три четвртине километра доле, где је притисак огроман - нешто мање од једне тоне по квадратном инчу, или отприлике исту количину притиска који бисте осећали када би вам црни носорог стао на велики ножни прст.

За разлику од крхког људског тела, РОВ може да издржи услове за одзрачивање. Копча у тиму, названа Платформа са даљинским управљањем за науке о оцеанима (РОПОС), отприлике је величине џипа врацлер и тежак је око 3, 5 тоне. Иако изгледа попут запетљања жица, зупчаника и хидраулике изблиза, високотехнолошки систем користи батерију камера високе разлучивости и за видео и за фотографије, укључујући 4К камеру која производи видео у биоскопском квалитету, стерео камере које узимају слике за 3Д гледање и моћна подводна светла.

Једна посебно запажена карактеристика је да бродска посада може из прве руке искусити отворе, практично лутајући међу шпијунима док носе тражило на броду Фалкор . Кад су се слике почеле преливати, Кваснитсцхка каже да се посада постројила усред ноћи како би истражила отворе за вентилатором са трагом.

„Врло је убедљиво искуство видети црно поље за пушаче и осетити свој пут“, каже Кваснитсцхка. "Одједном више не налетите на РОВ ствари јер можете окренути главу и видети ону спиралу у коју ћете се улетјети."

Унаточ томе, навигација РОПОС-ом није мали подвиг. „То је врло упоредиво са летењем хеликоптера у шуми“, каже Кваснитсцхка.

Тим је провео три дана снимајући фотографије и видео записе површине једнаке 74 фудбалска игралишта како би створио 3Д мапу, довољно високе резолуције да угледа појединачне траве. Помоћу ових података они су могли да одаберу најбоље локалитете за узимање узорака који одражавају различите врсте стијена и живот који звучи на површини одушка.

Иако већина експедиција има научнике који пресликавају и узимају узорке како напредују, ова метода се показује много ефикаснијом.

„Обично журите из угла у угао покушавајући да не пропустите узбудљиве ствари. Али не можете видети јако далеко и не знате где сте “, каже Кваснитсцхка. "Једноставно не знате где су добре стијене."

Користећи РОПОС, тим је посео земљу пре него што је одабрао локације за узорковање и завршио изненађујућом брзином, објашњава Кваснитсцхка. "Видели су то место и знали су шта им је репрезентативно, па смо могли да одемо кући", каже он.

Иако океан покрива више од 70 одсто планете, икада је истражено мање од пет одсто. Кваснитсцхка сматра да је његов систем виртуелне стварности једна од технологија која би могла да покрене следећу генерацију истраживања дубоког мора.

Спектакуларни видео снимак од 360 степени сада је доступан на ИоуТубе-у. Али њихов посао још није завршен.

„Ова врста технологије је увек добра колико и наука из које се из ње извучемо“, каже Кваснитсцхка. „И мислим да је то важно запамтити. Не идемо тамо на ИоуТубе, идемо тамо ради науке. "

Његова група нада се да ће користити документацију како би боље разумели запетљане унутрашње функције вентилационог екосистема и пратили промене током времена. Стварање виртуелне мапе такође би им могло помоћи да схвате како су појединачни димњаци повезани у већем вентилационом пољу.

Како живот и даље ужурбано пролази у мрачном мраку отвора, научници сада копају у мноштву узорака, слика и сати сакупљених снимака како би оштро окружење хидротермалног одвода довели у удобност лабораторија.

Научници истражују задивљујуће хидротермалне отворе у виртуелној стварности