Podwodna armada zbada głębiny

Tysiące automatycznych robotów najnowszej generacji tworzą w czasie rzeczywistym obraz życia w oceanach na całym globie.

Publikacja: 03.12.2012 22:43

Sondy Deep Arvor mogą zbierać dane nawet przez cztery lata bez przerwy

Sondy Deep Arvor mogą zbierać dane nawet przez cztery lata bez przerwy

Foto: Rzeczpospolita, Olivier Dugornay Olivier Dugornay

Dobiega końca era specjalnych statków, z pokładów których naukowcy badają oceany. Rejsy tych jednostek są bardzo kosztowne, a praca na nich –  ograniczona  warunkami pogodowymi.

Oceanologia zyskała nowe wspaniałe narzędzie badawcze – są nim automatyczne sondy Argo umożliwiające obserwowanie oceanicznych cykli biochemicznych, takich jak cyrkulacja węgla, azotu, fitoplanktonu w czasie rzeczywistym.

Automatyczne sondy działają w ramach programu RemOcean (Remotely-sensed Biogeochemical Cycles in the Ocean). Koordynatorem przedsięwzięcia, w które zaangażowani są naukowcy z 50 instytucji badawczych z ponad 30 państw, jest zespół prof. Herve Claustre'a z Obserwatorium Oceanologicznego w Villefranche-sur-Mer we Francji, na Lazurowym Wybrzeżu.

Co dziesięć dni głębiej

Pomysł sond Argo narodził się 15 lat temu, ale dopiero w ubiegłym roku ich jakość oraz ilość przesądziły o tym, że Argo stało się najbardziej efektywnym sposobem badania głębin. Sondy  zanurzają się na głębokość kilometra, pozostają na tej głębokości dziesięć dni, następnie zanurzają się na głębokość 2 km i po kolejnych dziesięciu dniach powracają na powierzchnię. Przez cały czas dokonują pomiarów temperatury i zasolenia wody, jej nasycenia planktonem, tlenem, związkami azotu, dwutlenkiem węgla, metanem.

Po wynurzeniu sonda przekazuje zebrane dane do najbliższych naziemnych stacji, a te przesyłają  je do centrali, czyli Obserwatorium Oceanologicznego w Villfranche-sur-Mer. Obecnie te dane napływają od blisko 4 tys. sond.

Ponieważ ich żywotność obliczona jest na cztery lata, inżynierowie z francuskiego instytutu oceanologicznego Ifremer już testują prototyp sondy nowej generacji w ramach programu Equipex Naos (Novel Argo Observing System). Nowe urządzenie o nazwie Deep Arvor będzie zdolne do zanurzania się na głębokość 3500 m. Cykl pracy został  przedłużony o jedną fazę: najpierw zanurzenie na 1 km, potem na 2 km, w ostatniej fazie na 3 lub 3,5 km.

Sondy są tak skonstruowane, aby zanurzanie i wynurzanie praktycznie nie  wymagało energii: nie zmieniając masy, zmieniają wyporność, jest to możliwe, ponieważ zmieniają objętość.

Sondy Argo (2-kilometrowe) ważą 20 kg, sondy Deep Arvor ważą 26 kg. – Sześć dodatkowych kilogramów zwiększa zakres zanurzania o 70 proc., umożliwiając penetrowanie strefy, w której panuje ciśnienie 360 barów, czyli nacisk 360 kilogramów na centymetr kwadratowy – wyjaśnia prof. Herve Claustre.

Obraz trójwymiarowy

Każda sonda Deep Arvor powinna wytrzymać 150 cykli zanurzeń, co zajmuje ok. czterech lat. Dlatego specjaliści z Ifremer szacują, że rocznie w oceanach należy umieszczać mniej więcej 750 sond, aby utrzymywać względnie stałą ich liczbę na poziomie 3, 4 tysięcy.

Sonda Argo nadaje dane poprzez satelitę, Deep Arvor  również odbiera polecenia drogą satelitarną, dzięki temu  możliwe będzie wydawanie  jej poleceń na bieżąco, w zależności od tego, co w danym momencie naukowcy odczytali z przekazanych danych w trakcie poszczególnych cykli zanurzeniowych. Łączność satelitarną zapewni sieć Iridium, której satelity telekomunikacyjne rozmieszczone są na wysokości 780 km i obejmują zasięgiem praktycznie cały ziemski glob.

Dzięki satelitom naukowcy mają możliwość obserwowania oceanu w czasie rzeczywistym, ale jest to obraz „płaski", ukazujący tylko powierzchnię.

Automatyczne sondy całkowicie to zmieniają, umożliwiają tworzenie obrazu trójwymiarowego. Nie są w stanie tego zapewnić statki badawcze, ponieważ jest ich niewiele, a w określonych rejonach działają tylko chwilowo, z reguły nie dłużej niż kilka tygodni, nie umożliwiają tworzenia ciągłego obrazu zmian biologicznych i fizykochemicznych.

– Trójwymiarowy obraz oceanu umożliwi dokładne, a nie tylko szacunkowe określenie zawartości CO2 w poszczególnych warstwach wody. W uszach laika brzmi to niezbyt atrakcyjnie, ale ma to fundamentalne  znaczenie w badaniach nad klimatem, podobnie jak dla rybołówstwa  wiedza o rzeczywistym nasyceniu wody planktonem – podkreśla prof. Herve Claustre.

masz pytanie, wyślij e-mail do autora k.kowalski@rp.pl

Dobiega końca era specjalnych statków, z pokładów których naukowcy badają oceany. Rejsy tych jednostek są bardzo kosztowne, a praca na nich –  ograniczona  warunkami pogodowymi.

Oceanologia zyskała nowe wspaniałe narzędzie badawcze – są nim automatyczne sondy Argo umożliwiające obserwowanie oceanicznych cykli biochemicznych, takich jak cyrkulacja węgla, azotu, fitoplanktonu w czasie rzeczywistym.

Pozostało 91% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska