Записывающая запись Путешествие в траншею Атакама

Кевин Харди и доктор Освальдо Уллоа • 3 мая 2018

Рисунок 1: Чилийский бентический посадник Audacia опускается в море в начале его третьего и рекордного погружения, до 8 081 м в траншеи Атакама. (Изображение: любезность Кевина Харди и Atacamex 2018)

Рисунок 1a: Плюм осадка взят вверх, так как бентосный посадочный аппарат Audacia приближается к отметке 8 024 м 26 января 2018 года. На следующем погружении донный причал достиг самой глубокой глубины траншеи Перу-Чили, 8 081 м. Наблюдались голотурийцы, амфипод, полихеты и другие животные, а некоторые были захвачены в ловушку с наживкой. Посадочная машина эксплуатировалась с чилийского научного судна Cabo de Hornos, которым управляет чилийская армада. (Изображение: любезность Кевина Харди и Atacamex 2018)

Рисунок 2: Бентический посадочный аппарат Audacia поднят над стороной для развертывания экипажем палубы современного чилийского научного судна Cabo de Hornos, которым управляет чилийская армада. Стеклянные сферы высоко подняли буянсы, в то время как инструменты понизили вес, создав неотъемлемую стабильность. (Изображение: любезность Кевина Харди и Atacamex 2018)

Рисунок 3: Мокнесс с множеством планктонных сетей для отбора проб на дискретных глубинах. Устройства для наблюдения за окружающей средой Sea-Bird расположены на верхней части большой стальной рамы. (Изображение: любезность Кевина Харди и Atacamex 2018)

Рисунок 4: Маленькая, тонкая креветка, живая и в отличном состоянии, собранная сеткой планшета Mocness. (Изображение: любезность Кевина Харди и Atacamex 2018)

Рисунок 5: Большой амфипод, извлеченный из траншеи Атакама во время ATACAMEX 2018. (Изображение: Courtesy Kevin Hardy и Atacamex 2018)

Рисунок 6: Чилийские морские ученые собирают образцы из бентосной посадочной площадки Audacia после ее третьей поездки на траншеи, достигнув 8081 м. (Изображение: любезность Кевина Харди и Atacamex 2018)

Экспедиция, проводившаяся в Чили, чтобы исследовать океанскую траншею с собственного побережья, позволила запустить и восстановить бентосный посадочный модуль по имени DOV Audacia (Audacity), три раза до глубины более 8 000 метров, последний до глубины глубины 8 081 метров. На трассе Мокнес экспедиция также собрала планктон на рекордной глубине 5000 метров. Экспедиция Atacamex 2018 представляет собой веху в морской науке в Чили, поскольку исследователи там проводят семенную работу по глубоководным исследованиям и исследованиям.

Адвальная зона является самой глубокой областью океана, от 6 000 до 11 000 метров ниже уровня моря. Их доступ и учеба чрезвычайно сложны из-за высокого давления и больших трудностей достижения этих глубин. По этим причинам, не из-за отсутствия интереса, эта область практически не исследовалась. Зона адалов состоит из более чем окопов, многие из которых образуют Тихоокеанское Кольцо Огня, где Земля поглощает часть своей коры из-за опускания одной тектонической плиты под другую, что приводит к появлению островных цепей и горных районов, таких как Анды , Океанские траншеи могут неожиданно вспыхнуть в интенсивной сейсмической активности, создавая разрушительные толчки и разрушительные цунами.

Вдоль западного побережья Южной Америки находится Перу-Чили (Атакама), самый длинный из планет, с максимальной глубиной, оцененной звуком 8 065 метров, что делает ее десятой самой глубокой траншеей в мире.

25 января - 02 февраля 2018 года в экспедиции Атакамекс 2018 чилийские следователи из Института Миленио де Океографии (ИМО-Чили) во главе с профессором и директором института Освальдо Уллоа сделали первые наблюдения и собрали образцы с самых глубоких глубин , 8 081 м в траншеи Атакама. Чилийское научное судно Cabo de Hornos, эксплуатируемое чилийской Армадой, было наземным кораблем поддержки.

Для достижения исторической разведки сначала потребовалось найти способ, отличный от массивной лебедки и длинной проволоки, обычно используемой для отбрасывания глубин адалов. Вместо этого исследователи полагались на проектирование и строительство специального транспортного средства класса халяль, бентосного посадочного устройства. Созданный из современных материалов, высокотехнологичный и компактный автономный глубоководный корабль был спроектирован и построен компанией Global Ocean Design (Сан-Диего, Калифорния). Д-р Уллоа назвал свой донный посадочный аппарат «Audacia» (Audacity), чтобы признать смелость и бесстрашие, необходимые для того, чтобы бросить вызов неисследованной границе. Бентический посадочный аппарат «Audacia» имеет ширину 96 дюймов / 244 см х 25 дюймов / 64 см (шириной 49 дюймов / 125 мм с боковыми переменными струями для флотации) x 21 "/ 53 см в глубину, с весом приблизительно 400 фунтов / 182 кг. В воде посадочная площадка была обрезана, чтобы плавать как шлейф-буй с положительной плавучестью на 40 фунтов. Одноразовый якорь весом 80 фунтов / 36 кг, высаживал посадочную площадку на дно со скоростью около 1 м / с. Боковое смещение поверхностным током не оказало бы большого влияния. Если бы поверхностный ток составлял 100 м, посадочный модуль продувал бы его через 1 мин 40 с. Бентическая посадочная площадка «Audacia» была спроектирована и построена Кевином Харди, компанией Global Ocean Design (Сан-Диего, Калифорния), мировым экспертом в области проектирования и строительства глубоководных причалов для разведочных работ. Он использовал компоненты от ряда международных компаний.

Бентический посадочный корабль совершил три погружения во время экспедиции Atacamex 2018, все они до глубины более 8 000 метров. После освобождения якоря он возвращается на поверхность, близкую к точке развертывания.

Основные достижения «Audacia» в траншеи Атакама:

Проведение измерений на месте и наблюдений глубиной менее 8 000 метров;
Регистрация глубины, превышающей историческую рекордную величину (8 065 метров), установив новый рекорд в 8 081 метр;
Сбор проб морской воды на глубине более 8000 метров, что позволит впервые увидеть, какие микроорганизмы обитают в водах аттракта Атакама, а также некоторые химические свойства ультра-глубокой морской воды в этом районе Тихий океан;
Получение фотографий морского дна траншеи глубиной более 8000 метров;
Получение амфипод (ракообразных) на глубине более 8000 метров с использованием ловушки с наживкой, которая была автономно размещена на посадочной площадке;
Визуализация активной и плотной биологии, проживающей в донном пограничном слое;
Демонстрация использования высоконастраиваемых донных причалов, позволяющих расширить разведку глубоководного океана с более низкой общей стоимостью.

Бентский Ландер
Бентический посадочный модуль является непривязанным свободным транспортным средством, что означает, что когда он находится над боком, вся физическая связь с судном будет разорвана. Способность посадочного устройства перемещаться вниз и назад основана на контроле плотности в соответствии с принципом Архимеда: если посадочная площадка более тяжелая, чем морская вода, она тонет, если она легче, она плавает. Одноразовый якорь обеспечивает отрицательный вес для погружения, фиксированная флотация обеспечивает смещение, чтобы поплавать обратно на поверхность после освобождения анкера.

Бентические посадочные станции являются наиболее экономичным способом добраться до средних или бентовых мест. Они могут переносить ловушки, пробоотборники и датчики. Они могут путешествовать на любую глубину и оставаться на короткие промежутки времени до нескольких лет. Landers могут быть выпущены с таймерами обратного отсчета, акустической командой, гальваническими размыкателями (GTR) или запрограммированным триггером события. Операции могут проводиться на небольших чартерных судах из портов, близких к месту интереса, освобождая исследователей от значительных затрат и планирования задач специализированных океанографических судов. Некоторые из них достаточно малы, чтобы подняться одной рукой из океана, но достаточно сильны, чтобы отправиться на дно любой океанской траншеи. Расширение использования включает разведку, науку, исследования и мониторинг окружающей среды. Они могут быть развернуты в одиночку или в больших количествах для осмотра большой площади с небольшого судна. Как только посадочная площадка будет развернута, она свободна от корабля, в то время как судно является свободным, если посадочный модуль. Landers могут быть сконфигурированы для связи друг с другом или с наземной платформой, такой как нефтяная платформа. Многие из тех же наук, предлагаемые с использованием сетей OOS с кабелем от берега, могут быть выполнены с помощью донных посадочных аппаратов с ограничением на то, что данные не доступны 24/7. Устройства, предназначенные для сопряжения с OOS, могут быть квалифицированы с помощью посадочных аппаратов.

Развертывание DOV Audacia использовало кран, метки и быстрый выпуск. По возвращении на поверхность пара Зодиаков вытащила посадочный аппарат на корабль, Кабо-де-Хорнос, где была прикреплена стропа для подъема посадочного модуля обратно на борт с помощью крана. Посадочная площадка была закреплена в вертикальной ориентации, так что обе стороны посадочного модуля были доступны для удаления образцов и загрузки данных.

Бюджет плавучести управляется за счет использования пластмасс над металлом для рамы и боковых панелей. Две 17-дюймовые шары из боросиликатного стекла (Nautilus Marine Service, Buxtehude, DE) обеспечивают как флотацию, так и корпус и легче, чем синтаксические. Адаптеры сквозного корпуса и отверстия для вакуума / продувки в стекле были предоставлены компанией Global Ocean Design. Подводные разъемы были предоставлены MacArtney / SubConn.

Пары из 10 "флотационных сфер, рассчитанные на глубину 10 км, добавлены по одной стороне до максимум 8, обеспечивают переменную плавучесть до 72 фунтов / 33 кг. 10-дюймовые сферы могут также предоставлять вспомогательные сферы инструментов для приглашенных исследователей, которые хотят «поймать поездку» на чилийском посадочном объекте. Балластный весовой лоток на дне обеспечивает удобное крепление гильз.

40-кг вес якоря тянет бентосный посадочный модуль к морскому дну. Чтобы подняться, якорь выпускается либо акустической командой BART (EdgeTech, West Wareham, MA), либо таймером обратного отсчета (Global Ocean Design). Плата EdgeTech BART, разработанная для этой миссии, имеет 2 ожога и три дополнительные команды, все из которых также могут быть преобразованы в обжиговые провода.

Направляющие радиоприемника (RDF) и маячки восстановления стробограммы были сделаны Xeos (Дартмут, NS, CAN). Они работали очень хорошо. Специальная плата GPS-маяка (Global Ocean Design) и внутренний светодиодный строб хорошо работали. Покрытие Satelitte в южном полушарии замедлило скорость определения истинной позиции, передаваемой на судно.

Чилийские исследователи потребовали, чтобы два 30-литровых пробоотборника воды были включены в их посадочный модуль для изучения микробов. Они были предоставлены Ocean Test Equipment (Майами, Флорида).

Крошечный датчик «Duet» P / T (RBR, Ottawa, ON, CAN) отлично работал на максимальной глубине, обеспечивая перекрестную проверку основного сенсора Sea-Bird, как того требуют реставраторы Chilan. Глубокий 19 CTD с датчиком DO (Sea-Bird Scientific, Bellevue, WA) был основным пакетом датчиков, выбранным чилийскими учеными. Датчики CTD работали безупречно до полной глубины траншеи, в то время как датчик DO не работал ниже 1500 м.

Для этого проекта была разработана самозаписывающаяся подводная видеокамера SubAqua Imaging (Сан-Диего, Калифорния) и «Рыб-дизайн» (La Jolla, CA). Батарея 14,8vdc / 32Ah с внутренней BMS для питания светодиодов хорошо работала (Global Ocean Design). Светодиодные лампы с компенсацией давления имеют некоторое улучшение, необходимое для более надежной работы.

Исследователь Хадала Джеймс Кэмерон, который оставался в контакте с экспедицией, предположительно предположил, что гигантский гандизм можно наблюдать среди бентосных амфиподов в Аткамамских траншеях. Образцы крупных амфиподов действительно были захвачены в ловушки с наживкой.

Бентические посадочные площадки позволяют любому учреждению или агентству любого размера, в любой стране, возможность исследовать свои собственные моря на любой глубине, которую они хотели бы, от мелкого континентального шельфа до морского траншеи в течение определенного периода времени по их выбору. Это спорная технология, которая позволяет всем.

Мокнесс
Наряду с донным посадочным устройством «Audacia» экспедиция Atacamex использовала другое оборудование последнего поколения: Mocness (сокращение от «Множественного открытого и закрытого оборудования с системой экологического контроля»), большая сеть планктона с различными отсеками, открывающимися и закрывающимися через электроакустический механизм, позволяющий собирать образцы на разных глубинах (Биологические системы отбора проб окружающей среды (BESS), Н. Фалмут, Массачусетс). Эрих Хорган (BESS) и д-р Рубен Эскрикано представили еще один исторический мировой рекорд для этого региона океана, «впервые получили образцы планктона с глубины 5000 метров». Мокнес, единственный в своем роде в Южном Конусе южноамериканского континента, собрано большое количество новых глубоководных организмов, включая рыбу, которые теперь будут изучаться в лабораториях ИМО для идентификации и лучшего понимания их биологии.

В исследовательском судне Чилийского флота AGS-61 Кабо-де-Хорнос д-р Освальдо Уллоа, ведущий ученый Atacamex 2018, заявил, что «мы достигли повторного доступа к дну траншеи до еще большей глубины, чем сообщалось, и оттуда мы были способный собирать воду, организмы, изображения и гидрографическую информацию. Возможности размещения датчиков, например, для проведения сейсмологических или текущих измерений. При этом мы указываем на путь создания национальной многодисциплинарной программы исследования и научного исследования траншеи Атакама.

Вывод
«Atacamex 2018 демонстрирует, что чилийская наука, развитая со страстью, изобретательностью, международным сотрудничеством и дерзостью, может способствовать мировому пониманию планеты. В качестве страны Чили обладает человеческими ресурсами, отраслью и инструментами для ведения исследования и изучения восточной части Тихого океана - наименее известного региона на голубой планете ».

Харди добавил: «Благодаря своему новому бентосному посадочному устройству и опытной и талантливой команде бентонитовых посадочников ИМО Чили и ее морские ученые встали на передний план глубоководного исследования траншеи Атакама и других районов южного океана. Они - исключительная группа, среди лучших, с которыми я когда-либо плавал. Я очень рад, что был частью этого грандиозного международного приключения в поисках новых знаний ».

В океанографическом исследовании, в котором участвуют исследователи из Университета Консепсьона, Папского католического университета Чили и Университета Антофагаста, осуществляется благодаря поддержке Инициативы тысячелетия в области науки (ICM), Национальной комиссии по научным и технологическим исследованиям (CONICYT), чилийский флот и частные партии.

Авторы
Кевин Харди (справа), основал компанию Global Ocean Design LLC после ухода из Института океанографии Скриппса. Ранее он проектировал и строил посадочные площадки для экспедиции Джеймса Кэмерона «DEEPSEA CHALLENGE».

Доктор Освальдо Уллоа (слева) - Профессор Титул, Департамент океанографии, Университет де Консепсьон, директор Института Миленио де Окерографии (ИМО-Чили) и ведущий научный сотрудник экспедиции ATACAMEX 2018.

Авторы доктор Освальдо Улоа и Кевин Харди