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这些创新的登陆器将检查墨西哥湾的珊瑚礁

  

  在南希·福斯特号的甲板上,十几名身着安全装备的科学家和船员聚集在一起。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的研究船正在墨西哥湾协助海底着陆器——深海自主研究平台的测试发射。利用巨大的绞车和缆绳,该团队将一对重达2500磅的三角形铝笼状结构放入水中,这些结构上镶嵌着橙色的安全帽。罗德岛大学建造的着陆器配备了一套软件、相机和标本收集设备,这将使它们能够在地表以下近三英里的地方进行为期一年的独特任务。

  在罗德岛大学海洋生物学家、平台设计师安德鲁·戴维斯(Andrew Davies)的领导下,这是首个此类项目,着陆器将研究受2010年深水地平线石油泄漏影响的海湾地区的深海珊瑚。在海底待了一段时间后,它们将被带回海面,科学家们将分析收集到的数据,以了解珊瑚是如何恢复的,以及它们与环境的相互作用。这项研究是中栖和深海底栖生物群落项目的一部分,该项目由美国国家海洋和大气管理局资助,并与内政部合作进行,内政部正在使用漏油事件后法律诉讼的和解基金。科学家们希望这些信息能够为深海栖息地建立一个有史以来第一个基线,最终能够成功地将珊瑚移植到被泄漏破坏的地区。

  戴维斯说:“我们非常关注太空探索,但我们对深海中发生的事情知之甚少。”“在气候调节、海洋过程、生态系统保护和粮食安全方面,这对我们非常重要。”

  “深水地平线”事故是历史上最大的海上石油泄漏事故。在8次灾难性的安全系统故障之后,由英国石油公司拥有和运营的钻井平台发生了爆炸。11人被杀。钻井平台沉没,引发了无法控制的泄漏,直到三个月后才得到控制。到那时,已经有1.34亿加仑的石油涌入墨西哥湾。数以百万计的动物受到伤害或死亡,其中包括82,000只鸟类,6,000只海龟,25,000只海洋哺乳动物和“数量庞大但未知”的鱼类。

  在泄漏的井口16英里范围内,至少有81个珊瑚群落患病和受伤。其中包括几种类型的珊瑚,如八爪珊瑚和海扇、海扇、海扇和大西洋扇,它们为小鱼、甲壳类动物和其他无脊椎动物提供了重要的栖息地。近15年后,珊瑚的恢复有限。

  佛罗里达州立大学海岸与海洋实验室的珊瑚礁专家桑德拉·布鲁克说:“深海珊瑚的生长速度非常缓慢。”“如果你已经消灭了整个五到六百岁的珊瑚林,你就不会指望它们很快就会回来。”

  尽管布鲁克将珊瑚描述为在泄漏之前“茁壮成长”,但它们并非没有威胁。研究动物学家、史密森尼国家自然历史博物馆的珊瑚馆长、着陆器项目的合作者安德里亚·夸特里尼(Andrea Quattrini)说,与浅水珊瑚(比如最近因为大规模白化而上了新闻的那些珊瑚)不同,深海珊瑚不受温度升高的影响。“这并不是说深海珊瑚不受气候变化的影响,”她说。“海洋酸化正在发生,这可能导致珊瑚骨架溶解。”

  然而,Quattrini说,对珊瑚最大的威胁来自人类活动,特别是资源开采和工业拖网渔船,这些拖网渔船在海底刮取鱼类,最终把沿途的一切都收集了起来。

  将6艘底栖生物登陆船送入海湾是一个昂贵而棘手的过程。每个着陆器的建造和装备成本为30万美元,而像南希·福斯特号这样的科考船每天的运营成本高达数十万美元,这也是浅水探测更为普遍的主要原因。公海上的风往往是残酷的,一次要花费几天的时间。一旦进入海洋,着陆器本身就面临着巨大的风险。

  戴维斯说:“海洋想把我们扔进去的任何东西都吹掉。”“它想要使玻璃球破裂,慢慢溶解整个金属结构,从风暴中弹出渔具或碎片。这是一个令人难以置信的敌对环境”——去年,当游客潜水观察泰坦尼克号残骸时,泰坦号潜水器发生了悲剧性的内爆。

  利用过去二十年积累的知识,Davies用海洋安全材料设计了这些平台,这些材料可以承受外部压力、洪水、腐蚀和水流的力量。根据布鲁克的说法,在之前不相关的项目中使用的着陆器有时会遭受早期仪器故障或无法承受深度的影响。另一些则有错误的声音释放,导致它们过早地浮到水面并徘徊。寿命是一个问题。布鲁克说:“你可以把相机放在着陆器上,但任何有自己内部电池的东西都会在某个时候耗尽电力。”

  戴维斯相信他已经纠正了这些问题。每个着陆器高近8英尺,配备了750磅的重量,使其能够沉入海底并保持在海底。一年后,当着陆器返回时,由机载团队发出的一系列ping信号控制的声波释放将告诉设备减轻一些重量,这样它们就可以浮起来。平台上更新的跟踪技术将使研究人员能够精确定位每个着陆器在其脱离表面的10英尺范围内。

  像一个水下观测站一样,着陆器配备了各种工具来收集样本和进行实验。例如,圈闭中的沉积物可以让我们深入了解海洋表面的有机物是如何进入深海的。装有底物的盘子将测试珊瑚是否能在上面自然生长。

  登陆器上还有温度和盐度传感器,以及用来评估水、颗粒和珊瑚食物来源运动的海流计。如果一切按计划进行,着陆器将使科学家们深入了解珊瑚的繁殖动态,并对墨西哥湾深处的生命进行迄今为止最全面的观察。

  在4月的8天里,戴维斯的团队成功地对两个着陆器进行了测试。戴维斯说:“我们将着陆器放置在距离海底某一点不到5米的地方。”“我们以前从来没有做到过。”

  远洋研究服务公司(Pelagic Research Services)的“奥德修斯6K”(Odysseus 6K)对这些设备进行了水下考察。它捕捉到了着陆器运行的视频,并通过机械臂帮助将一个不合适的玻璃浮子移回平台顶部的位置。

  在着陆器返回水面进行重新检查和传感器编程后,它们被送回海底,开始为期一年的海底调查。另外四个着陆器——戴维斯计划为其配备水听器或水下麦克风——将于今年晚些时候部署。

  参与该项目的科学家们相信,着陆器的数据有可能治愈受伤的生态系统。一旦建立了深海群落条件的基线信息,后续项目就可以利用这些证据在实验室中开发珊瑚培育技术,并最终促进墨西哥湾受损栖息地珊瑚物种的新生长。

  戴维斯说,这个项目可能是赋予大自然从灾难中恢复过来的工具的重要一步,并提醒人们防止类似灾难的重要性,即使石油钻探向更远的近海和更深的水域移动。

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