Οι επιστήμονες καταγράφουν με αυτο-οδήγηση ρομπότ

Δημοσιεύτηκε από τον Michelle Howard • 9 Απριλίου 2018

Σε μια κοινή προσπάθεια μεταξύ του Simons Collaboration on Ocean Processes and Ecology (SCOPE), του Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) και του Schmidt Ocean Institute (SOI), αρκετά μεγάλης εμβέλειας αυτόνομα υποβρύχια οχήματα (LRAUVs) ταξίδι στον ανοιχτό ωκεανό, λήψη δεδομένων για τη στήλη ύδατος κάτω από 250 μέτρα, συλλέγοντας και αρχειοθετώντας αυτόματα δείγματα θαλασσινού νερού για να καταγράψετε τη δυναμική της μικροβιακής κοινότητας στο εσωτερικό των ωκεανών.

Από τις 10 Μαρτίου 2018, η ομάδα του ερευνητικού σκάφους Falkor έχει αναπτύξει αυτά τα νέα ρομπότ προγραμματισμένα με διάφορους διαφορετικούς στόχους αποστολής, για να προσφέρει μια άνευ προηγουμένου άποψη υψηλής ανάλυσης για τα ανοικτά ωκεάνια μικρόβια.

Η ανάπτυξη πολλαπλών οχημάτων ταυτόχρονα επέτρεψε στην ερευνητική ομάδα να δοκιμάσει συνεχώς το βιολογικά σημαντικό βάθος της βαθιάς χλωροφύλλης μέσα σε ένα κινούμενο περιβραχιόνιο πεδίο, θέτοντας ένα νέο ρεκόρ για διάρκεια σε αυτόν τον τύπο αποστολής. Οι ανοιχτές ωκεάνιες βροχές είναι περιστροφικές μάζες νερού που μετακινούνται αργά στον Ειρηνικό Ωκεανό και μπορούν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις στα ωκεάνια μικρόβια.

Τα AUV αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά στα ύδατα της Χαβάης και παρέμειναν στα δεδομένα συλλογής νερού για περίπου 100 ώρες πριν από την ανάκαμψη. Ο συγχρονισμός είναι σημαντικός καθώς επιτρέπει στην επιστημονική ομάδα να χαρτογραφήσει τη δομή του εξοργισμένου τρισδιάστατου, ενώ παράλληλα δειγματοληπτικά δειγματοληψία κατά τη διάρκεια πολλών ημερήσιων κύκλων. Αυτή η προσωρινή δειγματοληψία είναι το κλειδί, αφού όπως και οι άνθρωποι, το μικροβιακό πλαγκτόν πιστεύεται ότι συγχρονίζει τις δραστηριότητές τους σε επαναλαμβανόμενους καθημερινούς κύκλους. Οι LRAUVs ​​θα μπορούσαν ταυτόχρονα να χαρτογραφήσουν και να δοκιμάσουν τα ωκεανογραφικά χαρακτηριστικά του Eddy σε πολύ μεγαλύτερο χωρικό και χρονικό διάστημα από ό, τι θα ήταν δυνατό χρησιμοποιώντας άλλες πλατφόρμες.

Οι βακτήρια ήταν δύσκολο να μελετηθούν εξαιτίας της φυσικής τους μεταβλητότητας, πράγμα που σημαίνει ότι οι επιπτώσεις τους στη βιολογία των ωκεανών, ειδικά στις μικροβιακές κοινότητες που έχουν παγιδευτεί μέσα, δεν είναι καλά κατανοητές. Αυτή η κρουαζιέρα επικεντρώθηκε σε κυκλωνική στρόβιλο, περιστρεφόμενη αριστερόστροφα, η οποία έχει ως αποτέλεσμα μια άνοδο της στήλης ύδατος που φέρνει θρεπτικά συστατικά και οργανισμούς από μεγαλύτερα βάθη πιο κοντά στην επιφάνεια και ηλιακό φως. Αυτό πιστεύεται ότι ενισχύει την πρωτογενή παραγωγικότητα και δραστικότητα του φυτοπλαγκτού σε μικροβιακές κοινότητες που συνήθως κατοικούν σε βαθύτερα, σκοτεινότερα νερά.

Οι κύριοι ερευνητές της αποστολής Δρ. Ο Edward DeLong και ο David Karl, καθηγητές ωκεανογραφίας στη Σχολή Ωκεανογραφίας και Τεχνολογίας της Θάλασσας και της Γης (SOEST) του UH Meno, μελέτησαν αυτά τα μικρόβια εδώ και δεκαετίες. "Αυτά τα νέα υποβρύχια πτερύγια θα επεκτείνουν σε μεγάλο βαθμό την προσέγγισή μας για να μελετήσουν απομακρυσμένες περιοχές και θα μας επιτρέψουν να δοκιμάσουμε και να μελετήσουμε ωκεανογραφικά γεγονότα και χαρακτηριστικά ακόμα και όταν τα πλοία δεν είναι διαθέσιμα", δήλωσε ο DeLong. «Κοιτάζοντας μια μέρα στη ζωή όλων αυτών των ωκεανών μικροβίων και αυτόνομα εντοπίζοντας τους για να δούμε τι συμβαίνει σε καθημερινή βάση είναι κάτι που δεν ήταν ποτέ δυνατό πριν».

Οι βαριδιές είναι μεγάλες (περίπου 100 χιλιόμετρα σε διάμετρο), οπότε χρησιμοποιώντας αυτόνομα όργανα όπως τα LRAUV, διευκολύνει σε μεγάλο βαθμό τις μελέτες της μεταβλητότητάς τους σε σχετικές χωρικές και χρονικές κλίμακες. Ο μήνας του Falkor, στον ουρανό, θα συμβάλλει επίσης στην επικύρωση και την ενημέρωση των απομακρυσμένων παρατηρήσεων των δομών και της εξέλιξης που προέρχονται από δορυφορικά δεδομένα. Επιπλέον, τα πειράματα που διεξάγονται από τους επιστήμονες του SCOPE στο Falkor και στη θάλασσα θα παράσχουν νέες πληροφορίες σχετικά με το πώς οι φυσικές ιδιότητες επηρεάζουν τις βιολογικές διεργασίες και την παραγωγικότητα των ωκεανών με την πάροδο του χρόνου. Οι επικεφαλής επιστήμονες αναμένουν να αντλήσουν μοναδικές ιδέες για τη διάρκεια, τη σταθερότητα και την επιρροή των δαιδαλιών στα ωκεάνια οικοσυστήματα. και θα βελτιώσει τα σημερινά βιογεωχημικά μοντέλα του ωκεανού που είναι κρίσιμα για την κατανόηση της τρέχουσας και μελλοντικής υγείας των ωκεανών του πλανήτη. Επιπλέον, τα δείγματα που συλλέγονται από LRAUV που περιέχουν DNA μικροβιακής κοινότητας θα αναλυθούν στην ακτή με μελέτες γονιδιώματος που αποσκοπούν στην κατανόηση της συνάρτησης, της δραστηριότητας και των περιβαλλοντικών ευαισθησιών των μικροβιακών πληθυσμών που αποτελούν το θεμέλιο του τροφικού ιστού του ωκεανού.