Fidžin ja Tongan välisissä syvissä vesissä, noin mailin pinnan alapuolella, kohoavat savupiiput nousevat merenpohjasta. Nämä mustat tupakoitsijat karkottavat tummat pilvenpolttovedet, joissa on runsaasti alkuaineita, kuten rikki, kupari ja sinkki.
Huolimatta pimeydestä, murskauspaineesta, kuumuudesta ja myrkyllisyydestä Koillis-Lau-altaan kohdalla lähellä Australian ja Tyynenmeren tektonisten levyjen lähentymistä, savupiiput harjaantuvat elämän mukana. Kaivosyhtiöt ovat kiinnostuneita metallien välimuistista hydrotermisissä tuuletusaukoissa, minkä vuoksi on yhä tarpeen tutkia ja luetteloida näitä monimutkaisia ekosysteemejä. Mutta merenpohjan tutkiminen ei ole yksinkertainen tehtävä.
Lau-allas on suurelta osin ihmisten ulottumattomissa. Vaikka vedenalaiset sukeltajat, kuten Alvin, voivat kuljettaa ihmisiä syvyyteen, pääsy tällaisiin laitteisiin on rajoitettua ja riskialtista. Joten tutkijat luottavat pääasiassa kauko-ohjattaviin ajoneuvoihin (ROV) silmiensä ja kätensä alapuolella.
Jopa niin, että näiden oikaisevien halkeamien kokeminen valtameren kuoressa rajoitetun kameran kantaman läpi on vähemmän kuin tyydyttävä kokemus, selittää Tom Kwasnitschka, syvänmeren tutkija Helmholtzin merentutkimuskeskuksessa Kielissä, Saksa.
”Kuvittele, että kävelet Manhattanin läpi ja saa vain nähdä [kaupungin] kameran etsimen kautta”, hän sanoo. "Millaisen kokemuksen saisit?"
Nyt tutkijat ja insinöörit, jotka ovat purjehtineet Schmidt Ocean Institute -instituutin Falkorilla, käyttävät virtuaalitodellisuutta syöksyäkseen muukalaiseen maailmaan. Vaikka aiemmat ryhmät ovat kuvanneet yksittäiset savupiiput, ryhmä aikoo luoda kolmiulotteisen virtuaalisen rekonstruoinnin koko tuuletuskentästä käyttämällä yhtä edistyneimmistä ROV-laitteista potkurin asettamiseksi Lau-altaaseen.
"Halusimme kävellä merenpohjalla - se on helppoa", sanoo projektin päätutkija Kwasnitschka. "Vain se ei ole."
Hydrotermiset tuuletusaukot muodostuvat valtameren vulkaanisesti aktiivisilla alueilla, joilla vesi voi hiipiä kuoren halkeamien välillä ja joutua kosketuksiin alapuolella olevan lämmönkouruman kanssa. Tämä ylikuumennettu vesi liuottaa osan metalleista ympäröivistä kivistä ennen kuin se poistuu mustista pilvistä kuin geyseri merenpohjasta.
Hydrotermisten tuuletusaukkojen lämpötilat eivät vain saavuta palovammoja, nouseen jopa 700 Fahrenheit-astetta, vaan myös ympäristö on varjostettu pimeässä. Lisäksi kaiken veden päällä oleva paino murskaa suojaamattoman ihmiskehon. Ryhmän ROV tutki noin kolme neljäsosaa mailin alapuolella, missä paine on valtava - vajaat yksi tonni jokaisesta neliötuumasta tai suunnilleen saman verran painetta, joka tuntuisi, jos musta sarvikuono seisoo iso varvas.
Toisin kuin herkkä ihmiskeho, ROV kestää ilmanvaihtoolosuhteet. Ryhmän buginen, nimeltään Remotey Opered Platform for Ocean Sciences (ROPOS), on karkeasti Jeep Wranglerin kokoinen ja painaa noin 3, 5 tonnia. Vaikka korkean teknologian järjestelmä näyttää johtimien, vaihdelaitteiden ja hydrauliikan läheltä, se käyttää akkua teräväpiirtokameroita sekä video- että still-kuviin, mukaan lukien 4K-kamera, joka tuottaa elokuvanlaatuista videota, stereokamerat, jotka ottavat kuvia 3D-katselua varten ja voimakkaita vedenalaisia valoja.
Yksi erityisen merkittävä ominaisuus on, että laivan miehistö voi kokea tuuletusaukot ensin kävellen vaelluskorien keskuudessa samalla kun etsin on Falkorissa . Kun kuvia alkoi valua sisään, Kwasnitschka kertoo, että miehistö riviintui keskellä yötä tutkimaan tuuletusaukkoja etsimen kanssa.
"On erittäin mielenkiintoinen kokemus nähdä musta tupakointikenttä ja tuntea tietäsi", Kwasnitschka sanoo. "Yhtäkkiä et enää räpytä [ROV] asioihin, koska voit kääntää päätäsi ja nähdä sen piikin, johon koput."
Jopa niin, ROPOS-navigointi ei ole pieni tehtävä. "Se on hyvin verrattavissa helikopterin lentämiseen metsässä", Kwasnitschka sanoo.
Joukkue vietti kolme päivää valokuvien ja videon ottamiseksi alueelta, joka oli yhtä suuri kuin 74 jalkapallokenttää, 3D-kartan luomiseksi, jonka resoluutio oli riittävän korkea erottamaan yksittäiset ruohonterät. Tietoja käyttämällä he voisivat sitten valita parhaat paikat tarttua näytteisiin, jotka heijastavat tuuletusaukon pinnalla esiintyviä erilaisia kivityyppejä ja elämää.
Vaikka suurimmassa osassa retkikuntia tutkijat kartoittavat ja tarttuvat näytteisiin niiden mennessä, tämä menetelmä osoittautuu paljon tehokkaammaksi.
”[Tavallisesti] kiireet kulmasta nurkkaan yrittäessäsi olla huomaamatta jännittäviä asioita. Mutta et näe kovin kaukana ja et tiedä missä olet ”, Kwasnitschka sanoo. "Et yksinkertaisesti tiedä missä hyvät kivet ovat."
Käyttämällä ROPOS-tiimiä, maa sai maata ennen näytteenottopaikkojen valintaa ja päätti yllättävän nopeasti, Kwasnitschka selittää. "He olivat nähneet paikan ja tiesivät, mitä heillä oli edustavaa, ja voimme mennä kotiin", hän sanoo.
Vaikka valtameri kattaa yli 70 prosenttia planeetasta, alle viittä prosenttia on koskaan tutkittu. Kwasnitschka uskoo hänen virtuaalitodellisuusjärjestelmänsä olevan yksi tekniikoista, jotka voisivat ottaa käyttöön seuraavan sukupolven syvänmeren etsinnän.
Ryhmän mahtava 360 asteen video on nyt saatavana YouTubessa. Mutta heidän työnsä ei ole vielä tehty.
"Tällainen tekniikka on vain niin hyvää kuin tiede, josta pääset siitä pois", Kwasnitschka sanoo. ”Ja mielestäni on tärkeää muistaa. Emme mene sinne YouTubeen, vaan menemme sinne tieteen vuoksi. ”
Hänen ryhmänsä toivoo käyttävänsä dokumentaatiota ymmärtääksesi paremmin tuuletusaukon ekosysteemin monimutkaista sisäistä toimintaa ja seuraamaan muutoksia ajan myötä. Virtuaalisen kartan luominen voi auttaa heitä myös ymmärtämään, kuinka yksittäiset savupiiput ovat kytketty suurempaan ilmauskenttään.
Joten kun elämä vilkkuu edelleen tuuletusaukkojen pimeässä pimeydessä, tutkijat kaivaavat nyt lukuisia näytteitä, kuvia ja kerättyjä tunteja materiaaleja saadakseen hydrotermisen tuuletusaineen ankaran ympäristön laboratorion mukavuuteen.
