Deep Sea Exploration History and Technology

Begrepet "dyphav" har ikke den samme betydningen for alle. For fiskere er dyphavet en hvilken som helst del av havet utenfor den relativt grunne kontinentalsokkelen. For forskere er dyphavet den laveste delen av havet, under termoklinen (laget der oppvarming og avkjøling fra sollys slutter å ha effekt) og over havbunnen. Dette er den delen av havet som er dypere enn 1000 fathoms eller 1800 meter.

Det er vanskelig å utforske dypet fordi de er evig mørke, ekstremt kalde (mellom 0 og 3 grader) under 3000 meter), og under høyt trykk (15750 psi eller over 1000 ganger høyere enn standard atmosfæretrykk til sjøs nivå). Fra Plinius tid til slutten av 1800-tallet trodde folk at dyphavet var et livløst ødemark. Moderne forskere anerkjenner dyphavet som det største habitatet på planeten. Spesielle verktøy er utviklet for å utforske dette kalde, mørke miljøet under trykk.

Dyphavsutforskning er en tverrfaglig innsats som inkluderer oseanografi, biologi, geografi, arkeologi og ingeniørfag.

Historien om dyphavsøking begynner relativt nylig, hovedsakelig fordi avansert teknologi er nødvendig for å utforske dypet. Noen milepæler inkluderer:

1521: Ferdinand Magellan prøver å måle dybden i Stillehavet. Han bruker en 2400 fot vektet linje, men berører ikke bunnen.

1818: Sir John Ross fanger ormer og maneter på en dybde på cirka 2000 meter (6,550 fot), og gir det første beviset på livet i dypt hav.

1842: Til tross for Ross 'oppdagelse, foreslår Edward Forbes Abyssus Theory, som sier at biologisk mangfold avtar med døden og at livet ikke kan eksistere dypere enn 550 meter.

1850: Michael Sars tilbakeviser Abyssus-teorien ved å oppdage et rikt økosystem på 800 meter.

1872-1876: HMS Utfordrer, ledet av Charles Wyville Thomson, gjennomfører den første undersøkelsesekspedisjonen på dyphavet. UtfordrerTeamet oppdager mange nye arter som er unikt tilpasset livet nær havbunnen.

1930: William Beebe og Otis Barton blir de første menneskene som besøker dyphavet. Innenfor sin stålbadysfære observerer de reker og maneter.

1934: Otis Barton setter en ny menneskelig dykkerrekord og når 1.370 meter.

1956: Jacques-Yves Cousteu og teamet hans ombord i calypso slipp den første dokumentfargen i full farge, Le Monde du stillhet (Den stille verden), og viser mennesker overalt skjønnheten og livet i dyphavet.

1960: Jacques Piccard og Don Walsh, med dyphavsfartøyet Trieste, ned til bunnen av Challenger Deep in the Mariana Trench (10.740 meter). De observerer fisk og andre organismer. Det var ikke antatt at fisk bebor så dypt vann.

1977: Økosystemer rundt hydrotermiske ventilasjonsåpninger blir oppdaget. Disse økosystemene bruker kjemisk energi, snarere enn solenergi.

1995: Geosat-satellittradardata er avklassifisert, noe som muliggjør global kartlegging av havbunnen.

2012: James Cameron, med fartøyet Deepsea Challenger, fullfører det første solodykket til bunnen av Challenger Deep.

Moderne studier utvider vår kunnskap om dyphavets geografi og biologiske mangfold. De nautilus letekjøretøy og NOAA-er Okeanus Explorer fortsette å oppdage nye arter, avklare menneskets effekter på pelagisk miljø, og utforske vrak og gjenstander dypt under havoverflaten. Integrert havboreprogram (IODP) Chikyu analyserer sedimenter fra jordskorpen og kan bli det første skipet som borer i jordens mantel.

I likhet med romutforskning, krever utforskning av dyphavet nye instrumenter og teknologi. Mens rom er et kaldt vakuum, er havdypet kaldt, men høyt under trykk. Saltvannet er etsende og ledende. Det er veldig mørkt.

Finne bunnen

På 800-tallet slapp vikinger blyvekter festet til tau for å måle vanndybden. Fra begynnelsen av 1800-tallet brukte forskere ledning i stedet for tau for å ta lydmålinger. I den moderne tid er akustiske dybdemålinger normen. I utgangspunktet produserer disse enhetene en høy lyd og lytter etter ekko for å måle avstand.

Human Exploration

Når folk visste hvor havbunnen var, ønsket de å besøke og undersøke den. Vitenskapen har kommet langt utover dykkeklokka, en tønne som inneholder luft som kan senkes ned i vannet. Den første undervannsbåt ble bygget av Cornelius Drebbel i 1623. Det første pusteapparatet under vann ble patentert av Benoit Rouquarol og Auguste Denayrouse i 1865. Jacques Cousteau og Emile Gagnan utviklet Aqualung, som var det første ekte "Scuba" -systemet (Self Contained Underwater Breathing Apparatus). I 1964 ble Alvin testet. Alvin ble bygget av General Mills og drevet av den amerikanske marinen og Woods Hole Oceanographic Institution. Alvin tillot tre mennesker å være under vann så lenge som ni timer og så dypt som 14800 fot. Moderne ubåter kan reise så dypt som 20000 fot.

Robotic Exploration

Mens mennesker har besøkt bunnen av Mariana-grøften, var turene dyre og tillot bare begrenset utforskning. Moderne utforskning er avhengig av robotanlegg.

Fjernstyrte kjøretøy (ROVs) er tjorte kjøretøyer som blir kontrollert av forskere på et skip. ROVer har vanligvis kameraer, manipulatorarmer, ekkoloddsutstyr og prøvebeholdere.

Autonome undervannsbiler (AUV) fungerer uten menneskelig kontroll. Disse kjøretøyene genererer kart, måler temperatur og kjemikalier og tar bilder. Noen biler, for eksempel Nereus, fungere som enten en ROV eller AUV.

instrumentering

Mennesker og roboter besøker steder, men forblir ikke lenge nok til å samle målinger over tid. Undersjøiske instrumenter overvåker hvalsanger, planktontetthet, temperatur, surhet, oksygenering og forskjellige kjemiske konsentrasjoner. Disse sensorene kan være festet til profileringsbøyer, som driver fritt på rundt 1000 meters dyp. Forankrede observatorier huser instrumenter på havbunnen. Monterey Accelerated Research System (MARS) hviler for eksempel på gulvet i Stillehavet på 980 meter for å overvåke seismiske feil.