Żeglarskie zawody poligonem technologicznym

31 grudnia 2014 roku wystartowali uczestnicy Barcelona World Race – dwuosobowych regat non stop (bez zawijania do portów) dookoła świata. Tego typu zawody są poligonem technologicznym, konstruktorzy testują nowe materiały, mechanizmy, urządzenia elektroniczne.

Tym razem także oceanografowie skorzystają z wysiłku żeglarzy. Każdy z ośmiu rywalizujących jachtów zabrał automatyczną boję badawczą typu Argo ważącą 20 kg. Wszystkie boje zostaną wrzucone do wody w tym samym czasie, będzie to tzw. dzień Argo.

W górę i w dół

Żeglarze znajdą się wtedy na południowym Atlantyku, w rejonie najmniej uczęszczanym, gdzie statki handlowe i wycieczkowe praktycznie nie zapuszczają się nigdy, podobnie jak okręty wojenne.

Choć brzmi to paradoksalnie, wody te odwiedzają jedynie żeglarze podczas regat o największej skali trudności, takie jak właśnie rozpoczęte Barcelona World Race. Skiperzy wrzucą do wody tylko osiem sond, ale to początek współpracy nauki i wyczynowego żeglarstwa.

Oceanograficzny system Argo powstał w wyniku wysiłków ponad 50 placówek badawczych z 26 krajów. Sieć tę (ERIC Euro-Argo – European Research Infrastructure Consortium) tworzą automatyczne sondy mierzące temperaturę, zasolenie wody, zawartość w niej planktonu, związków mineralnych. Obecnie na całym globie pływa około 3700 takich czujników. Ponieważ czas ich funkcjonowania wynosi od trzech do czterech  lat, każdego roku w oceanach trzeba umieszczać mniej więcej 750 nowych sond, aby utrzymać względnie stałą ich liczbę.

Boje Argo pracują w cyklach dziesięciodniowych. Na początku cyklu zanurzają się na 1 km. Pozostają na tej głębokości dziewięć dni, następnie zanurzają się na 2 km, po czym powracają na powierzchnię. Przez cały czas dokonują pomiarów, przerywają je dopiero wtedy, gdy znajdą się metr pod powierzchnią wody, aby pomiary nie były zakłócone i zniekształcone zanieczyszczeniami na powierzchni oceanu.

Po wynurzeniu sondy przekazują zebrane dane przez satelity do naziemnych stacji regionalnych, a te z kolei przesyłają je do Obserwatorium Oceanologicznego Ifremer w Villefranche-sur-Mer w Bretanii. Dostęp do nich przez internet mają wszyscy zainteresowani.

Badacze dążą do tak sprawnego monitorowania oceanów, aby uzyskiwać ich obraz praktycznie w czasie rzeczywistym. Zadanie to częściowo umożliwiają satelity. Jednak obraz uzyskiwany z ich pomocą jest „płaski", gdyż obserwują one tylko to, co dzieje się na powierzchni.

Wsparcie z kosmosu

Dopiero sieć automatycznych sond systemu Argo umożliwia wgląd we wnętrze oceanu i tworzenie trójwymiarowego obrazu głębin. Nie umożliwiają tego nawet najlepiej wyposażone statki badawcze, ponieważ, po pierwsze, jest ich mało, a po drugie, dany region badają tylko chwilowo, nie dają obrazu zmian biologicznych i fizykochemicznych zachodzących w danym regionie w dłuższym odcinku czasu, sezonowo, w okresach kilkumiesięcznych i kilkuletnich.

Dzięki satelitom naukowcy mają możliwość nie tylko odbierania informacji gromadzonych przez sondy Argo, ale także wydawania im poleceń. Na przykład, zanim sonda zanurzy się w kolejnym dziesięciodniowym cyklu, badacze mogą zmienić jej program, wysłać polecenie, aby zbierała określone dane. Umożliwia to sieć Iridium składająca się z 66 satelitów telekomunikacyjnych rozmieszczonych na wysokości 780 km.

Stworzenie dzięki sondom Argo trójwymiarowego obrazu oceanu otwiera nowe perspektywy przed oceanologią. Przede wszystkim umożliwi naukowcom dość dokładne, a nie tylko szacunkowe, określenie zawartości dwutlenku węgla w poszczególnych warstwach wody. Ma to ogromne znaczenie dla badań nad klimatem. Z kolei określenie rzeczywistej zawartości w wodzie fitoplanktonu (mikroskopijne organizmy roślinne) jest bazą do badań w dziedzinie biologii morza, jego zasobów, perspektyw rybołówstwa.