Znajdź zawartość

Po odkryciu śladów życia tam, gdzie nikt się nie spodziewał: w zamkniętym podlodowcowym jeziorze, w hipersłonym, beztlenowym akwenie, pod lodami Antarktyki, nikogo pewnie nie zdziwi odkrycie żywych organizmów w najgłębszych znanych podmorskich kominach wulkanicznych. Wulkaniczne gorące źródła, znane jako „czarne dymy", położone w Rowie Kajmańskim bada ekspedycja Narodowego Centrum Oceanograficznego w Southampton (NOCS). Ekspedycja wykorzystuje zdalnie sterowaną, bezzałogową łódź podwodną Autosub6000, skonstruowaną przez inżynierów NOCS, którą operują z pokładu statku badawczego James Cook. „Czarne dymy" położone są na głębokości pięciu kilometrów w pobliżu Kajmanów. Z dna oceanicznego wytryskują wody o temperaturze zdolnej stopić ołów, tworząc smukłe iglice z miedzi i żelaza. Naukowców znacznie bardziej jednak fascynują bujne kolonie podwodnych organizmów, które do źródeł przyciąga bogactwo pożywienia. Badanie życia, bujnie kwitnącego przy ekstremalnych temperaturach i przy ciśnieniu pięciuset atmosfer bez wątpienia dostarczy wielu odkryć, modyfikujących dotychczas uznane reguły biologii. Nowo odkryte formy życia będą porównane z tymi, znanymi z dotąd przebadanych oceanicznych kominów wulkanicznych, co pozwoli na lepsze zrozumienie zasad powstawania i ewolucji życia w trudnych warunkach. Nie tylko jednak organizmy żywe są obiektem badań, ekspedycja zajmuje się również badaniami chemicznymi wody, bogatej w różne związki mineralne, oraz badaniami geologicznymi i geochemicznymi, licząc na to, że pozwoli to na lepsze zrozumienie procesów formujących naszą planetę. – Nasze multidyscyplinarne podejście, łączące fizykę, chemię, geologię i biologię z najnowocześniejszą podwodną technologią badawczą, pozwala nam znajdować i poznawać głębokomorskie kominy szybciej i lepiej niż kiedykolwiek - mówią uczestnicy ekspedycji. - Z dumą pokazujemy osiągnięcia brytyjskiej technologii podwodnej w badaniach na tym polu. Przemysłowy sektor naszych podwodnych technologii jest wart rocznie cztery miliardy funtów i zatrudnia czterdzieści tysięcy ludzi, co pozwala stawiać go na równi z przemysłem kosmicznym. W badaniach, oprócz Uniwersytetu w brytyjskim Southampton, biorą udział naukowcy z Uniwersytetu w Durham (Wielka Brytania), Uniwersytetu Północnej Karoliny i Uniwersytetu Teksaskiego (Stany Zjednoczone) oraz Uniwersytetu w Bergen (Norwegia). Członkowie ekspedycji współpracują ponadto z Woods Hole Oceanographic Institution oraz Uniwersytetem Duke (USA) w analizie podmorskich kominów.

Oceany stanowią zdecydowaną większość naszej planety i nie sposób przecenić ich znaczenia. Nie tylko naukowego: oceany to przecież i transport, i źródło pożywienia, i źródło bogactw naturalnych, wielki regulator klimatu, są ważne dla ekonomii, zdrowia, ekologii, wojskowości. Mimo to wciąż są bardzo słabo poznane, nawet pomijając największe, niedostępne dla nas głębie, mapy oceaniczne są daleko mniej doskonałe od lądowych, a potrzebujemy nadto dokładnego rozeznania w przebiegu prądów morskich, ilości i dystrybucji morskich organizmów. Od dawna główną, a w zasadzie jedyną metodą badania oceanów jest echolokacja przy pomocy dźwięków - odpowiednik radaru na lądzie. W wodzie fale akustyczne rozchodzą się bardzo szybko, a analiza ich odbicia i rozproszenia pozwala na mapowanie dna morskiego, lokalizowania ławic ryb i dużych organizmów. Jednak interpretacja takich danych jest bardzo trudna, jak bowiem rozpoznać, co konkretnie zlokalizował sonar? Jak zwiększyć szczegółowość danych do pożądanego poziomu? Tim Stanton i Andone Lavery z Woods Hole Oceanographic Institution uważają, że są na drodze do rozwiązania tych problemów. Skok w jakości badań oceanograficznych, jaki ma się dokonać dzięki ich innowacjom, porównują do różnicy między starą, czarno-białą telewizją, a nowoczesnym, kolorowym obrazem w HD. Tak doskonały obraz mają dać skonstruowane przez nich systemy akustycznej lokalizacji. W czym kryje się sekret? Dotychczasowe sonary używały jedynie jednej, dwóch, czasem kilku częstotliwości. Obraz uzyskiwany dzięki nim był mało szczegółowy i podatny na przekłamana i omyłki interpretacyjne. Opracowany we współpracy z firmą EdgeTech nowy system jest systemem szerokopasmowym - celem jest użycie jak najpełniejszego spektrum fal dźwiękowych. Każdy obiekt inaczej odbija i rozprasza każdą ze składowych fali akustycznej. Analiza i interpretacja tak bogatych danych wymaga wielu eksperymentów i symulacji oraz zaawansowanej obróbki komputerowej. Pierwsze próby, przeprowadzone w pobliżu amerykańskiej miejscowości Cape Cod w stanie Massachusetts, dały bardzo dobre rezultaty. Dalszy rozwój nowej koncepcji echolokalizacji pozwoli między innymi na dokładne śledzenie wędrówek morskich organizmów, oszacowanie ilości ryb na badanych obszarach, a nawet na badanie zooplanktonu, którego namierzanie, ze względu na mały rozmiar tworzących go żyjątek, jest bardzo trudne. Już sama możliwość dokładnego poznania pogłowia i rozmiaru ryb stanowić będzie wielkie osiągnięcie morskiej ekonomii i rybołówstwa. A dochodzi jeszcze możliwość dokładnego zbadania dna morskiego, prądów oceanicznych i przeprowadzenia wielu badań i analiz naukowych. W kolejce do nowych zastosowań czekają więc naukowcy, menedżerowie, ekonomiści, rybacy, ekolodzy, wreszcie wojskowi. Sami autorzy projektu przyznają, że nie stworzyli niczego naprawdę nowego. Ich rewolucja to po prostu połączenie w nową całość istniejących i dostępnych już technologii. Dlatego nawet prototypowe urządzania w wykorzystanych pierwszych badaniach to zmodyfikowany komercyjny sprzęt firmy EdgeTech, która współpracowała z inżynierami. Dzięki temu nowe szerokopasmowe systemy akustyczne będą mogły być masowo montowane i używane. Stanton podsumowuje dwadzieścia lat badań, bo tyle zajęło opracowanie i wdrożenie tej koncepcji: odwaliliśmy podstawową część pracy, a przed nami kolejne kamienie milowe.