«Похоже, что все побережье у Вашингтона, Орегона и Калифорнии представляет собой гигантскую утечку метана», — говорит исследователь RMS «Титаник» Роберт Баллард, который обнаружил новые для науки вентиляционные отверстия во время летних экспедиций на своем корабле «Наутилус».Количество открытий удвоилось и составило примерно 1000 таких жерл, существующих на континентальных окраинах США. Этот газообразный метан (видео: http://bit.ly/2egtF7F) является мощным парниковым газом, если он улетучивается в атмосферу; чистое горящее топливо, если оно безопасно улавливается.
«Это место, созревшее для открытий», — говорит доктор Николь Рейно, директор по научным операциям в Ocean Exploration Trust доктора Балларда. «Мы не знаем, сколько просачиваний существует даже в водах США, как долго они были активными, насколько они стойкие, что их активировало и сколько метана, если таковое имеется, попадает в атмосферу».Дальнейшие исследования и измерения помогут заполнить важные пробелы в знаниях, в том числе о том, как углеводороды ведут себя на глубине под водой и в геологической структуре дна океана.Экспедиции в этом году включают также глубоководное исследование Марианской впадины NOAA — 59-дневное путешествие с 22 погружениями в самые глубокие известные каньоны в Тихом океане недалеко от Гуама.Исследователи NOAA добавили к мировому арсеналу три новых гидротермальных жерла и новое высокотемпературное вентиляционное поле «черного курильщика», состоящее из дымоходов высотой до 30 метров — высотой с девятиэтажное здание.
Также обнаружены: крошечный точечный вулкан (первый из обнаруженных в водах США), новый грязевой вулкан, густые сады глубоководных кораллов и губок, редкое высокоплотное сообщество корзин-звезд и криноидей (живое ископаемое) и исторические обломки Второй мировой войны. (Фото, видеоблог: http://bit.ly/2cTjp0a)Причудливые фиолетовые животныеМножество впечатляющих, редких, а иногда и непонятных неизвестных видов, встреченных во время первых в этом году путешествий к новым глубоководным районам океана, включают несколько пурпурных животных, таких как:Причудливое пурпурное «грязевое чудовище»: «желудевой червь».
Фото: http://bit.ly/2dytSnW, видео: http://bit.ly/2d6FQ6a, источник: NOAAПлавательный фиолетовый морской огурец, напоминающий летящую Мэри Поппинс. Фото: http://bit.ly/2dQdURC, видео: http://bit.ly/2d6FQ6a, источник: NOAA
Таинственный фиолетовый шар, который один ученый сравнил с диско-шаром, может оказаться новым для науки. Фото: http://bit.ly/2dBQDoC, видео: http://bit.ly/2cXM5Ho, кредит: Ocean Exploration TrustРедкий фиолетовый кальмар-вампир (Vampyroteuthis infernalis), глубоководное существо, получившее прозвище за его глубокий цвет и красные глаза (не потому, что оно питается кровью). Фото: http://bit.ly/2dlk2mo, видео: http://bit.ly/2ctAimv, предоставлено Ocean Exploration Trust
Пурпурное короткоглазое животное, похожее на помесь осьминога и кальмара. Фото: http://bit.ly/2d8UWHn, видео: http://bit.ly/2cYoQ13 Предоставлено: Ocean Exploration TrustПомимо того, что они впечатляюще фотогеничны, такие животные помогают ученым лучше понять сеть жизни, которая поддерживает все виды, включая человека.Кроме того, понимание того, как «экстремофильные» формы жизни выживают в таких условиях (пьезофилы, например, процветают при высоком давлении; писхрофилы, также известные как криофилы, живут в воде с температурой до -20 ° C, как в очагах очень соленого рассола, окруженных морем. ice), имеет полезное значение для технологий консервирования пищевых продуктов и фармацевтических препаратов, медицинских технологий, нанотехнологий и энергетики.
Исследование океана переживает историческую трансформациюДоктор Баллард и около 100 других ведущих деятелей морской науки встречаются 20-21 октября, чтобы сравнить свои мысли о будущем морских исследований на Национальном форуме по исследованию океана 2016 года «За пределами кораблей: 2020-2025», организованном в Нью-Йорке Университет Рокфеллера в партнерстве с Университетом Монмута. Форум также поддерживается Инициативой по морской науке и политике Монмута-Рокфеллера, NOAA, Институтом океана Шмидта и Джеймсом А. Остином-младшим.
Организаторы Форума заявляют, что освоение океана подошло к историческому поворотному пункту: в настоящее время происходят глубокие преобразования благодаря новым технологиям, во главе с все более доступными «роботами» — автономными или дистанционно управляемыми транспортными средствами, которые ныряют в океан или бороздят поверхность, загруженную датчиками, собирающими информацию. от инструментов, подвешенных под ними.ROV SuBastian, например, представляет собой новую экологичную глубоководную исследовательскую платформу весом 3100 кг (6500 фунтов) для НИС Falkor Института океана Шмидта, оснащенную камерами сверхвысокого разрешения 4K, механическими рычагами, которые перемещаются в семь направлений и могут образец на глубину 4500 метров (2,8 мили), с системой освещения, эквивалентной лампам дальнего света 150 автомобилей. (Видео о ходовых испытаниях SuBastian: http://bit.ly/2dn17as; фотографии в высоком разрешении, видеоролик: http://bit.ly/2dMBeQs).Венди Шмидт, соучредитель Института океана Шмидта, говорит: «С ROV SuBastian мы поможем сделать жизнь на дне океана реальной для людей, которые никогда не побывают в море, чтобы они тоже могли начать осознавать важность здоровья океана и установить связь между жизнью в глубоком море и жизнью на суше ».«Необязательно быть ученым в море, чтобы признать важность морской среды, и мы только начинаем понимать. Мы никогда не ожидали открытия самой глубоководной из ныне живущих рыб в мире, рыбы-призрака (видео: http: / /bit.ly/2cNNvSo), еще в 2014 году, и очень рады тому, что нас ждет дальше ».
У ROV SuBastian будет такая возможность в декабре этого года во время своего первого научного круиза в Марианской Бэк-Арке в западной части Тихого океана. (Подробная информация о круизе: http://bit.ly/2dXOMvA. Все погружения будут транслироваться в прямом эфире на странице Института океана Шмидта на YouTube: http://bit.ly/2dB5Neg).Содействие преобразованию: современные методы коммуникации и выборки, в том числе электронная ДНК, анализ больших данных и другие высокотехнологичные достижения, которые автоматизируют и значительно ускоряют работу, открывая путь для экспертов и общественности к доступу, просмотру, диаграммам, выборкам и т. Д. следить за прежде тайными глубинами морей.
Строим "любопытные" роботыНововведения включают портативные обсерватории для подводного мониторинга и «любопытного робота-исследователя», запрограммированного так, чтобы сосредоточиться на всем, что незнакомо его мозгу из банка данных (фото: http://bit.ly/2dXV9fz, видео: http://bit.ly/2dq4eA3 , кредит WHOI).По словам новатора Йогеша Гирдхара из Океанографического института Вудс-Хоул, во время недавнего испытания у побережья Панамы плавательный робот размером с чемодан обнаружил поразительно огромную популяцию крабов.Тем временем другие инженеры разрабатывают «меняющие правила игры» беспилотные подводные и надводные аппараты, оснащенные множеством сложных датчиков для выполнения ряда подводных задач, которые благодаря недавним усовершенствованиям в технологии аккумуляторов можно выполнять месяцами. (См.
Видео, например, о 51-футовом Echo Voyager от Boeing: http://bit.ly/2crlznh).Такие «роботы» можно запрограммировать для проведения глубоководных исследований или поисков с использованием модели газонокосилки, регулярного всплытия для передачи данных на берег через спутник или для патрулирования прибрежной зоны с возвращением в порт через один или два месяца для перезарядки и повторного развертывания. .Эти технологии позволят сегодняшнему поколению «исследовать планету Земля больше, чем все предыдущие поколения вместе взятые», — прогнозирует д-р Баллард, чья знаменитая карьера будет отмечена на Форуме наградой «Чемпион океана» Института городского побережья Университета Монмута.
Технологии не только помогут обнаруживать и контролировать новые минеральные и живые ресурсы, они могут помочь защитить интересы, жизненно важные для мировой экономики, или определить лучшие пути для коммуникационных кабелей, которые проходят через дно океана — жилы Интернета.Суда переходят на многососудистые исследовательские ульиДо недавнего времени в исследованиях океана использовались суда, работающие как рыболовные суда, датчики погружения и сбор данных.
Участники форума, такие как Джон Крейдер из Oceaneering International, предполагают, что такие корабли в будущем будут служить ульями, из которых запускаются флотилии и эскадрильи автономных подводных, надводных и воздушных транспортных средств — роботов, управляемых экспертами на борту или удаленно, например, из удаленного университетского городка. через «телеприсутствие», возвращаясь с изображениями и данными на порядки больше, чем когда-либо прежде.Благодаря современным коммуникационным технологиям школьники, их учителя и вообще любые заинтересованные представители общественности могут следить за экспедициями в режиме онлайн в режиме реального времени и делают это.
Среди множества неотразимых интересов и занятий морских ученых и историков в государственном, частном и военном секторах:Изменение окружающей среды Арктики, в том числе воздействие на формирование кромки морского льда волн на недавно открывшейся воде и новых вторжений теплой воды из соседних Атлантического и Тихого океанов, что также нарушает стратификацию водной толщи Северного Ледовитого океана.
Открытие редкоземельных и других минералов, тайников метана и новых месторождений нефти, а также новых видов морских растений и животных, некоторые из которых уже привели к созданию новых фармацевтических препаратов с большими ожиданиями многих ценных открытий.Лучшее понимание пищевой цепи — мониторинг распределения и численности морской флоры и фауны, поиск новых для науки видов и обнаружение инвазивных или находящихся под угрозой исчезновения видов.
eDNA (ДНК окружающей среды), образец воды теперь можно использовать для определения того, какие виды недавно прошли, на основе ДНК, оставшейся в метаболических отходах, клетках кожи и поврежденных тканях (тема статьи финансируемого NOAA исследователя океана Ширли Помпони. А благодаря новым акустическим методам морские биологи могут также определять уровни биоразнообразия коралловых рифов, просто слушая (тема доклада, подготовленного для Форума Дженнифер Л. Миксис-Олдс из Университета Нью-Гэмпшира и Брюсом Мартином. , Университет Далхаузи, доступно по адресу http://bit.ly/2dwUxzA)Обнаружение исторических обломков самолетов и кораблей, таких как недавнее открытие на 2800 футов под водой авианосца времен Второй мировой войны USS Independence (фото: http://bit.ly/2d4leYD), ядерной испытательной цели на атолле Бикини, которую последний раз видели, когда она была затоплена. у берегов Сан-Франциско 65 лет назад. Среди других крупных недавних находок — корабль USS Conestoga, найденный на глубине 200 футов недалеко от Сан-Франциско, положивший конец 95-летней военной загадке о судьбе ее экипажа из 56 человек; Корабли сэра Джона Франклина "Террор" и "Эреб", потерянные при поисках Северо-Западного прохода; китобойные суда 1870-х годов, найденные разбитыми у берегов Аляски; и скелеты 2000-летних моряков в водах у берегов Греции
Определение местоположения и состояния затонувших ядерных материалов и отходов, а также оружия 20-го века, включая химический нервно-паралитический газ и большие взрывчатые вещества, утилизированные после войны в море. Ученые говорят, что и по сей день взрывы выброшенных во время мировой войны боеприпасов у берегов Европы время от времени вызывают сотрясения — некоторые из них равны землетрясениям силой 2 балла по шкале Рихтера.Обнаружение новых образований на дне океана, тестирование новых океанографических устройств и характеристика источников звука в меняющемся океане. Результат: больше шансов найти или спрятать подводную лодку или избежать морской мины.
По словам ученого Джеймса (Джейми) А. Остина, младшего из Техасского университета, «медленный, трудоемкий и дорогостоящий способ, которым мы вечно занимались исследованием океана — одно судно выполняет одну задачу за раз, — уступает место автономные системы, которые собирают массивные массивы данных, с достижениями в области анализа больших данных, позволяющими ученым быстро разобраться в этом ".Доктор Остин представляет себе установки на морском дне — измерения сотрясений или помощь ученым в оценке скорости, с которой Земля поглощает углерод в свою мантию, например, посредством тектоники плит — с данными, которые доставляются устройством, периодически летающим вверх и вниз к поверхности.
Бульканье землиПростое нанесение на карту дна океана — важная цель.
В то время как спутники полностью нанесли на карту морское дно в низком разрешении, только 10% нанесены на карту подробно.При ориентировочной стоимости в 2,9 миллиарда долларов — или около 9 долларов за квадратный километр (23 доллара за квадратную милю) — карта глубоких океанов "Gurgle Earth" может быть завершена с высоким разрешением с использованием многолучевого сонара, похожего на полосу обзора.Опасность неизведанных океанических гор, траншей, вулканов и других объектов была резко подчеркнута в 2005 году, когда подводная лодка с ядерным ударом, USS San Francisco, на высокой скорости ударилась о подводную гору в Тихом океане, в результате чего один член экипажа погиб и 97 человек получили ранения.Более 50% территории США находится под поверхностью океана, и такое картирование может также расширить территориальные и ресурсные притязания США.
Имея документацию по континентальному шельфу, Исключительная экономическая зона Америки, размер которой сегодня составляет 11,3 миллиона квадратных километров, может расшириться еще на 2,2 миллиона квадратных километров — увеличение на 20%, что представляет собой подводную территорию больше, чем Аляска. (См. Http://bit.ly/2cTU7lG).Величайшие открытия океана в миреПо словам доктора Балларда, к ключевым морским открытиям на сегодняшний день относятся:
В Галапагосском рифте — гидротермальные источники, «которые вполне могут объяснить происхождение жизни на Земле»На Восточно-Тихоокеанском поднятии другие черные курильщики, «которые объяснили химический состав Мирового океана и их месторождения полиметаллических сульфидов меди, свинца, серебра и золота»
На Срединно-Атлантическом хребте, затерянный город из карбонатных труб высотой 60 метров, «который показал глубину обращения морской воды в землю»Вдоль континентальных окраин мира происходят массовые просачивания метана, «которые не были учтены в нашем моделировании глобальных изменений»В Черном море хорошо сохранились деревянные корабли, «которые показали, что морские глубины — самый большой музей на земле», иРядом с Ньюфаундлендом находится «Титаник», «который вызвал огромный интерес к истории человечества, скрытого под морем».Другие недавние находки древних кораблекрушений и даже древних человеческих останков, добавляет он, показывают, что ранние мореплаватели не просто обнимали береговую линию, но отважно плыли на большие расстояния от берега, и позволяют определить, кто они такие.
В то время как эти и бесчисленные биологические открытия представляют собой объекты, обнаруженные под водой, цель будущих исследовательских кампаний включает в себя больше измерений, отбор большего количества проб и лучшее понимание физических, геологических и живых процессов — знания, имеющие жизненно важное значение для безопасности, ответственного использования океана и устойчивого управления ресурсами.На вопрос о том, что, по его мнению, еще может быть обнаружено под водой, доктор Баллард сравнивает это с тем, чтобы спросить Льюиса или Кларка, что, по их мнению, они найдут во время своего исторического путешествия по Америке.
Ответ, по его словам, был бы: «Я не знаю. Я сажусь в каноэ и собираюсь грести».Тем временем в одном из нескольких документов, написанных для Форума, посол США Кэмерон Хьюм добавляет, что, помимо изучения и первоначальной характеристики океанской области, человечеству также необходимо проводить последующие исследования и долгосрочные наблюдения.
В своей статье д-р Джерри Шубель из Тихоокеанского аквариума, сетуя на относительно низкий уровень общественного внимания, уделяемого исследованию океана, указывает на новые возможности для повышения осведомленности, создаваемые социальными сетями.«Понимание жизни на других планетах, — говорит он, — может помочь нам понять происхождение жизни во Вселенной, но оно не может соответствовать актуальности и важности исследования океана для будущего жизни на этой планете».Спрятано в морях: миллион неизвестных видов, миллион кораблекрушений.
Как говорит организатор, профессор Джесси Осубель, преподаватель Университета Рокфеллера: «SuBastian and the Roboats звучит как рок-группа, но это будущее исследования океана. Один миллион морских видов и миллион затонувших кораблей могут еще быть обнаружены. новые подходы к умножению разведки ».По словам организатора Форума вице-адмирала Пола Гаффни, бывшего президента Университета Монмута и научного сотрудника по океанской политике Института городского побережья: «Америка — величайшая морская нация в истории мира, но мы почти не знаем затопленную Америку и лишь около 10% мирового океана. . На этом форуме мы призываем лидеров океанических технологий присоединиться к обсуждению и поддержать более всеобъемлющие исследовательские кампании, необходимые для устойчивого использования океанов и воодушевления управления океаном ».
Форум будет использовать три примера приоритетных областей исследования океана для воплощения новых идей:Атлантическая бухта на юго-востоке США
Мексиканский залив иАрктикаКарты в высоком разрешении: http://bit.ly/2e2lIQ7; кредит Мэтт Кинг и Машкур Малик
Конечная цель: сформулировать убедительные, осуществимые кампании, которые будут проведены участниками в период 2020-2025 годов.На форуме доктор Джотика Вирмани поделится списком команд для участия в глобальном конкурсе Shell Ocean Discovery XPRIZE за 7 миллионов долларов, направленном на продвижение беспилотных исследований океана.Президент НАН: новые технологии могут открыть «эру гражданской науки в освоении океана»
В письме к Форуму (полностью: http://bit.ly/2dA7uqT) президент Национальной академии наук США, знаменитый исследователь океана Марсия МакНатт, говорит, что «ряд событий подчеркнули важность нашей миссии. значительно улучшить знания о морской среде ".Например, недостаточное знание океанской местности и течений затрудняло поиск рейса MH 370 в 2014 году.CubeSats, отмечает она, «демократизировали» пространство, предоставляя доступ за копейки на доллар.
Точно так же новые коммерческие инструменты, хотя и все еще находятся в зачаточном состоянии, обещают открыть эру гражданской науки в области исследования океана ».«Задача, с которой мы сталкиваемся, просто слишком велика, чтобы продолжать использовать инструменты 20-го века, если мы надеемся решить эту проблему».