W głębokich wodach między Fidżi a Tongą, około mili pod powierzchnią, z dna morskiego wznoszą się wysokie kominy. Ci czarni palacze usuwają ciemne chmury płonącej wody, bogate w pierwiastki takie jak siarka, miedź i cynk.
Pomimo ciemności, miażdżącego ciśnienia, ciepła i toksyczności w miejscu w północno-wschodniej części basenu Lau, w pobliżu miejsca, w którym zbiegają się płyty tektoniczne Australii i Pacyfiku, kominy są pełne życia. Firmy wydobywcze zainteresowały się magazynem metali w otworach hydrotermalnych, w związku z czym coraz bardziej konieczne staje się badanie i katalogowanie tych złożonych ekosystemów. Ale badanie dna oceanu nie jest prostym zadaniem.
Basen Lau leży w dużej mierze poza zasięgiem człowieka. Chociaż podwodne, takie jak Alvin, mogą przenosić ludzi w głąb, dostęp do takiego sprzętu jest ograniczony i ryzykowny. Dlatego naukowcy polegają głównie na zdalnie sterowanych pojazdach (ROV), które mają ich oczy i ręce poniżej.
Mimo to doświadczanie tych pękających szczelin w skorupie oceanu za pomocą ograniczonego zasięgu aparatu jest niezadowalającym doświadczeniem, wyjaśnia Tom Kwasnitschka, badacz oceanów w Helmholtz Center for Ocean Research w Kilonii, Niemcy.
„Wyobraź sobie, że spacerujesz po Manhattanie i widzisz miasto tylko przez wizjer aparatu fotograficznego” - mówi. „Jakie doświadczenie byś otrzymał?”
Teraz naukowcy i inżynierowie, którzy popłynęli statkiem badawczym Falkor Schmidta Ocean Institute, wykorzystują wirtualną rzeczywistość, aby zanurzyć się w tym obcym świecie. Chociaż poprzednie grupy obrazowały poszczególne kominy, zespół planuje stworzyć trójwymiarową wirtualną rekonstrukcję całego pola wentylacyjnego przy użyciu jednego z najbardziej zaawansowanych ROV do ustawiania śmigła w basenie Lau.
„Chcieliśmy chodzić po dnie morskim - to takie proste” - mówi Kwasnitschka, główny naukowiec projektu. „Tylko że nie jest.”
Otwory hydrotermalne powstają w aktywnych wulkanach regionach oceanu, gdzie woda może pełzać między pęknięciami skorupy i wchodzić w kontakt z ubijaniem ciepła poniżej. Ta przegrzana woda rozpuszcza niektóre metale z otaczających skał, zanim zostaną wyrzucone w czarne chmury jak gejzer z dna morskiego.
Temperatury w otworach hydrotermalnych nie tylko osiągają poziom oparzeń, wznosząc się do 700 stopni Fahrenheita, ale środowisko jest spowite ciemnością. Na dodatek ciężar całej tej wody zmiażdżyłby niechronione ludzkie ciało. Zespół ROV eksplorował około trzy czwarte mili w dół, gdzie ciśnienie jest ogromne - prawie jedna tona na każdy cal kwadratowy lub mniej więcej taka sama presja, jakiej można by doświadczyć, gdyby czarna nosorożec stała na dużym palcu u nogi.
W przeciwieństwie do delikatnego ludzkiego ciała, ROV może wytrzymać warunki wentylacyjne. Buggy zespołu, zwany Zdalnie Obsługiwaną Platformą Nauk o Oceanach (ROPOS), jest mniej więcej wielkości Jeepa Wranglera i waży około 3, 5 tony. Choć z bliska wygląda na plątaninę drutów, kół zębatych i hydrauliki, zaawansowany technologicznie system wykorzystuje baterię kamer wysokiej rozdzielczości zarówno do wideo, jak i do zdjęć, w tym kamerę 4K, która produkuje wideo o jakości kinowej, kamery stereo biorące obrazy do oglądania 3D i potężne podwodne światła.
Jedną szczególnie godną uwagi cechą jest to, że załoga statku może doświadczyć otworów wentylacyjnych z pierwszej ręki, praktycznie wędrując między iglicami, mając na sobie wizjer na pokładzie Falkor . Kiedy zaczęły pojawiać się zdjęcia, Kwasnitschka mówi, że załoga ustawiła się w środku nocy, aby zbadać otwory wentylacyjne za pomocą wizjera.
„Oglądanie pola dla czarnych palaczy i poruszanie się po nim jest bardzo fascynujące”, mówi Kwasnitschka. „Nagle przestajesz uderzać [ROV] w rzeczy, ponieważ możesz obrócić głowę i zobaczyć tę iglicę, w którą zamierzasz wbić.”
Mimo to poruszanie się po ROPOS to nie lada wyczyn. „Jest to bardzo podobne do latania helikopterem w lesie”, mówi Kwasnitschka.
Zespół spędził trzy dni, robiąc zdjęcia i nagrywając wideo z obszaru równego 74 boiskom piłkarskim, aby stworzyć mapę 3D o rozdzielczości wystarczająco wysokiej, aby rozpoznać poszczególne źdźbła trawy. Korzystając z tych danych, mogli następnie wybrać najlepsze miejsca do pobrania próbek, które odzwierciedlają różnorodne rodzaje skał i życie, które tętni na powierzchni otworu wentylacyjnego.
Podczas gdy w większości wypraw naukowcy mapują i pobierają próbki, metoda ta okazuje się znacznie bardziej wydajna.
„Zazwyczaj spieszycie się od rogu do rogu, starając się nie przegapić ekscytujących rzeczy. Ale nie widzisz zbyt daleko i nie wiesz, gdzie jesteś ”- mówi Kwasnitschka. „Po prostu nie wiesz, gdzie są dobre skały.”
Kwasnitschka wyjaśnia, że korzystając z ROPOS zespół wylądował przed wybraniem miejsc pobierania próbek i zakończył z zaskakującą prędkością. „Widzieli to miejsce i wiedzieli, co reprezentują, i mogliśmy wrócić do domu” - mówi.
Chociaż ocean obejmuje ponad 70 procent planety, odkryto mniej niż pięć procent. Kwasnitschka uważa, że jego system rzeczywistości wirtualnej jest jedną z technologii, które mogą zapoczątkować nową generację eksploracji głębin morskich.
Spektakularny film 360 stopni zespołu jest teraz dostępny na YouTube. Ale ich praca jeszcze się nie skończyła.
„Ta technologia jest zawsze tak dobra, jak wiedza, którą się z niej czerpie”, mówi Kwasnitschka. „I myślę, że należy o tym pamiętać. Nie idziemy tam na YouTube, idziemy na naukę. ”
Jego grupa ma nadzieję, że wykorzysta dokumentację, aby lepiej zrozumieć skomplikowane funkcjonowanie ekosystemu vent i śledzić zmiany w czasie. Stworzenie wirtualnej mapy może również pomóc im zrozumieć, w jaki sposób poszczególne kominy są połączone w większym polu wentylacyjnym.
W miarę jak życie toczy się dalej w atramentowej ciemności otworów, naukowcy kopią teraz mnóstwo próbek, zdjęć i godzin nagrań zebranych w celu zapewnienia trudnego środowiska hydrotermalnej wentylacji w komforcie laboratorium.
