Deep Sea Exploration History and Technology

Hvad er dybhavsudforskning?

Fjernbetjente køretøjer (ROV'er)
Reimpoto / Getty-billeder

Udtrykket "dyb hav" har ikke den samme betydning for alle. For fiskere er dybhavet enhver del af havet ud over den relativt lave kontinentalsokkel. For forskere er dybhavet den laveste del af havet, under termoklinen (det lag, hvor opvarmning og afkøling fra sollys ophører med at have en effekt) og over havbunden. Dette er den del af havet, der er dybere end 1.000 fathoms eller 1.800 meter.

Det er vanskeligt at udforske dybderne, fordi de er evigt mørke, ekstremt kolde (mellem 0 grader C og 3 grader C) under 3.000 meter) og under højt tryk (15750 psi eller over 1.000 gange højere end almindeligt atmosfærisk tryk på havet niveau). Fra Plinius tid til slutningen af ​​1800-tallet troede folk, at dybhavet var et livløst ødemark. Moderne forskere anerkender dybhavet som det største levested på planeten. Der er udviklet specielle værktøjer til at udforske dette kolde, mørke, miljø under tryk.

Dybhavsudforskning er en tværfaglig bestræbelse, der inkluderer oceanografi, biologi, geografi, arkæologi og teknik.

instagram viewer

En kort historie om dybhavsudforskning

dybhavsfisk
Mark Deeble og Victoria Stone / Getty Images

Historien om dybhavsudforskning begynder relativt for nylig, hovedsageligt fordi avanceret teknologi er nødvendig for at udforske dybderne. Nogle milepæle inkluderer:

1521: Ferdinand Magellan forsøger at måle dybden af ​​Stillehavet. Han bruger en 2.400 fods vægtet linje, men rører ikke bunden.

1818: Sir John Ross fanger orme og vandmænd i en dybde på cirka 2.000 meter (6.550 fod), hvilket giver det første bevis på dybhavsliv.

1842: På trods af Ross 'opdagelse foreslår Edward Forbes Abyssus Theory, der siger, at den biologiske mangfoldighed aftager med døden, og at livet ikke kan eksistere dybere end 550 meter (1.800 fod).

1850: Michael Sars tilbageviser Abyssus-teorien ved at opdage et rigt økosystem ved 800 meter (2.600 fod).

1872-1876: HMS Udfordrer, ledet af Charles Wyville Thomson, gennemfører den første dybhavsudforskningsekspedition. UdfordrerTeams team opdager mange nye arter, der er unikt tilpasset livet nær havbunden.

1930: William Beebe og Otis Barton bliver de første mennesker, der besøger dybhavet. I deres stålbadysfære observerer de rejer og vandmænd.

1934: Otis Barton sætter en ny menneskelig dykkerrekord, der når 1.370 meter (.85 miles).

1956: Jacques-Yves Cousteu og hans team ombord på Calypso frigiv den første dokumentfarve i fuld farve, Le Monde du stilhed (Den stille verden), der viser mennesker overalt det dybe havs skønhed og liv.

1960: Jacques Piccard og Don Walsh, med dybhavsfartøjet Trieste, gå ned til bunden af ​​Challenger Deep in the Mariana Trench (10.740 meter / 6.67 miles). De observerer fisk og andre organismer. Fisk troede ikke at bebo så dybt vand.

1977: Økosystemer omkring hydrotermiske åbninger opdages. Disse økosystemer bruger kemisk energi snarere end solenergi.

1995: Geosat-satellitradardata klassificeres, hvilket giver mulighed for global kortlægning af havbunden.

2012: James Cameron, med skibet Deepsea Challenger, afslutter det første solodykke til bunden af ​​Challenger Deep.

Moderne studier udvider vores viden om dybhavets geografi og biologiske mangfoldighed. Det Nautilus efterforskningskøretøj og NOAA'er Okeanus Explorer fortsæt med at opdage nye arter, afslør menneskets virkninger på pelagiske miljø, og udforsk vrag og artefakter dybt under havoverfladen. Det integrerede havboreprogram (IODP) Chikyu analyserer sedimenter fra jordskorpen og kan blive det første skib, der borer i jordens mantel.

Instrumentering og teknologi

Dykkerhjelme på skrivebordet
Chantalle Fermont / EyeEm / Getty Images

Ligesom rumforskning kræver efterforskning af dybhavet nye instrumenter og teknologi. Mens rummet er et koldt vakuum, er havdybderne kolde, men meget under tryk. Saltvandet er ætsende og ledende. Det er meget mørkt.

At finde bunden

I det 8. århundrede faldt vikinger blyvægte fastgjort til reb for at måle vanddybden. Fra det 19. århundrede brugte forskere tråd snarere end reb til at udføre lydmålinger. I den moderne tid er akustiske dybdemålinger normen. Grundlæggende producerer disse enheder en høj lyd og lytter efter ekko for at måle afstand.

Human Exploration

Når folk vidste, hvor havbunden var, ville de besøge og undersøge den. Videnskaben er kommet langt ud over dykkeklokken, en tønde, der indeholder luft, der kunne sænkes ned i vandet. Den første undervandsbåd blev bygget af Cornelius Drebbel i 1623. Det første åndedrætsværn under vand blev patenteret af Benoit Rouquarol og Auguste Denayrouse i 1865. Jacques Cousteau og Emile Gagnan udviklede Aqualung, som var det første ægte "Scuba" (Self Contained Underwater Breathing Apparatus) -system. I 1964 blev Alvin testet. Alvin blev bygget af General Mills og drevet af US Navy og Woods Hole Oceanographic Institution. Alvin lod tre mennesker forblive under vandet så længe som ni timer og så dybe som 14800 fod. Moderne ubåde kan rejse så dybt som 20000 fod.

Robotic Exploration

Mens mennesker har besøgt bunden af ​​Mariana-grøften, var ture dyre og tilladte kun begrænset efterforskning. Moderne efterforskning er afhængig af robotsystemer.

Fjernstyrede køretøjer (ROV'er) er bundne køretøjer, der kontrolleres af forskere på et skib. ROV'er bærer typisk kameraer, manipulatorarme, ekkoloddsudstyr og prøvecontainere.

Autonome undervandsbiler (AUV'er) fungerer uden menneskelig kontrol. Disse køretøjer genererer kort, måler temperatur og kemikalier og tager fotografier. Nogle køretøjer, såsom Nereus, fungerer som enten en ROV eller AUV.

Instrumentering

Mennesker og robotter besøger steder, men forbliver ikke længe nok til at indsamle målinger over tid. Underwater instrumenter overvåger hvalsange, planktontæthed, temperatur, surhedsgrad, iltning og forskellige kemiske koncentrationer. Disse sensorer kan være knyttet til profilerende bøjer, der driver frit i en dybde på ca. 1000 meter. Forankrede observatorier huser instrumenter på havbunden. F.eks. Hviler Monterey Accelerated Research System (MARS) på gulvet i Stillehavet på 980 meter for at overvåge seismiske fejl.

instagram story viewer