นักวิทยาศาสตร์ปรับใช้หอดูดาวใต้น้ำเพื่อติดตามภาวะโลกร้อน, เป็นกรด


พร้อมกับอุปกรณ์ดำน้ำลึกนอกชายฝั่ง Motobu Peninsula ในโอกินาวาประเทศญี่ปุ่นนักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นถือชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่เป็นหนึ่งในคนแรกที่ทำหน้าที่เป็นหอดูดาวใต้น้ำที่ตรวจสอบอุณหภูมิความเค็มและสารเคมีอื่น ๆ ข้อมูลทางกายภาพและชีวภาพในมหาสมุทรแปซิฟิก เนื่องจากการสำรวจที่สำรวจมหาสมุทรหลายร้อยไมล์กลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นในการระดมทุนนักวิทยาศาสตร์กำลังเปลี่ยนไปใช้นวัตกรรมด้านเทคโนโลยีและการจัดเก็บข้อมูลเพื่อตรวจสอบและเปลี่ยนแปลงโครงการในมหาสมุทร หอสังเกตการณ์นี้ขนานนามว่า "OceanCube" เป็นผลมาจากความร่วมมือยาวนานระหว่างนักวิทยาศาสตร์ในสถาบันวู้ดโฮลโฮล (WHOI) และสถาบันว

พร้อมกับอุปกรณ์ดำน้ำลึกนอกชายฝั่ง Motobu Peninsula ในโอกินาวาประเทศญี่ปุ่นนักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นถือชิ้นส่วนของเครื่องจักรที่เป็นหนึ่งในคนแรกที่ทำหน้าที่เป็นหอดูดาวใต้น้ำที่ตรวจสอบอุณหภูมิความเค็มและสารเคมีอื่น ๆ ข้อมูลทางกายภาพและชีวภาพในมหาสมุทรแปซิฟิก

เนื่องจากการสำรวจที่สำรวจมหาสมุทรหลายร้อยไมล์กลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นในการระดมทุนนักวิทยาศาสตร์กำลังเปลี่ยนไปใช้นวัตกรรมด้านเทคโนโลยีและการจัดเก็บข้อมูลเพื่อตรวจสอบและเปลี่ยนแปลงโครงการในมหาสมุทร หอสังเกตการณ์นี้ขนานนามว่า "OceanCube" เป็นผลมาจากความร่วมมือยาวนานระหว่างนักวิทยาศาสตร์ในสถาบันวู้ดโฮลโฮล (WHOI) และสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมหาวิทยาลัยโอกินาว่า (OIST)

OceanCube ตั้งอยู่นอกชายฝั่งห่างออกไป 2 ไมล์โดยมีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ความลึก 72 ฟุตในบริเวณที่รู้จักกันว่าเป็นจุดที่มีความหลากหลายทางชีวภาพ นอกจากความหลากหลายของสายพันธุ์ถิ่นพืชและสัตว์ที่อุดมสมบูรณ์ในแนวปะการังของโอกินาวาบริเวณนี้ยังเป็นที่ตั้งของการบรรจบกันของสองกระแสหลักในมหาสมุทรแปซิฟิก

“ สถานที่นี้เป็นพื้นที่ที่มีความหลากหลายสูงสำหรับปลาในแนวปะการังและปะการัง” สกอตต์กัลลาเกอร์หนึ่งในนักวิจัยหลักของโครงการและนักวิทยาศาสตร์ของ WHOI กล่าว

"ความคิดคือเราสามารถหาปริมาณวัสดุในตัวอย่างน้ำที่จะให้บรรทัดพื้นฐานว่ามหาสมุทรตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการทำให้เป็นกรดในมหาสมุทร" Gallager กล่าว

มีหอสังเกตการณ์ทางทะเลเพียงไม่กี่แห่งทั่วโลก การสำรวจทางวิทยาศาสตร์ในปานามาในช่วงต้นทศวรรษ 2000 นำโดยนักวิทยาศาสตร์ของ WHOI นำไปสู่การสร้าง "Liquid Jungle Lab" บนเกาะห่างไกลเพื่อปรับปรุงการวิจัยด้านมหาสมุทร

โรยทะเลด้วย OceanCubes
OceanCube ซึ่งมีขนาดประมาณสองเท่าของหม้อน้ำเครื่องปรับอากาศนั้นถูกหุ้มด้วยพลาสติกและเชื่อมต่อกับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่หุ้มเกราะด้วยเหล็กที่พุ่งไปตามพื้นมหาสมุทร สายเคเบิลส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์จาก OceanCube ไปยังห้องปฏิบัติการภายในพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ Okinawa Churaumi

นักวิทยาศาสตร์เลือกใช้พลาสติกเพื่อปกป้องหัวใจหรือโหนดหลักของ OceanCube เพราะมีโอกาสเกิดการกัดกร่อนได้น้อยกว่าโลหะ มันปกป้องเซ็นเซอร์อะคูสติกดอปเลอร์และกล้อง 10 ตัวที่ติดอยู่กับหอดูดาวเพื่อรวบรวมข้อมูลทีละวินาที

เครื่องมือคำนวณการเคลื่อนที่ของน้ำและสังเกตสภาพแวดล้อมใต้น้ำสร้างแผนที่สามมิติของความเร็วปัจจุบันและการไหลของน้ำ เมื่อมหาสมุทรอุ่นขึ้นและน้ำจืดจากการละลายน้ำแข็งเพิ่มขึ้นนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าจะมีผลกระทบต่อชุมชนปลาและแนวปะการังอย่างไร

การเปลี่ยนแปลงจะ "ชักนำให้เกิดคดเคี้ยวน้ำขนาดใหญ่" Gallager กล่าวซึ่งหมายความว่าน้ำที่อยู่ตามชายฝั่งจะแล่นไปในทะเลทำให้เกิดกระแสวงแหวนขนาดใหญ่ขึ้นและในบางกรณีสิ่งมีชีวิตที่ติดอยู่ภายในวงกลม แพลงก์ตอนแหล่งอาหารที่สำคัญสำหรับปลาวาฬปลาทูน่าและปลาอื่น ๆ อีกมากมายจะเป็นสิ่งมีชีวิตแรกที่ได้รับผลกระทบจากกระแสที่เปลี่ยนแปลงการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบและการเปลี่ยนแปลงของใยอาหาร

แพลงก์ตอนบางชนิดเท่านั้นที่สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความเค็มได้เป็นอย่างดี

“ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมาความถี่ของวงแหวนเพิ่มขึ้นอย่างมากในห้าปีเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในรอบหลายทศวรรษ” Gallager กล่าว

OceanCube ใกล้จะถึงสัปดาห์ที่สองนับตั้งแต่ถูกติดตั้งใต้น้ำ นักวิทยาศาสตร์วางแผนการติดตั้งก่อนหน้านี้ในเดือนสิงหาคม แต่ถูกถ่วงเพราะพายุไต้ฝุ่นสองลูก

"เราสามารถสร้าง OceanCubes จำนวนหนึ่งและกระจายไปทั่วโลก" Gallager กล่าว หอสังเกตการณ์ต่อไปนี้วางแผนที่จะติดตั้งใกล้ชายฝั่งของโตเกียวในขณะที่พื้นที่ในภูมิภาคคอรัลไทรแองเกิ้ลของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้มหาสมุทรอินเดียและมหาสมุทรอาร์กติกได้รับการพิจารณาว่าเป็นสถานที่ในอนาคต

เครือข่ายของกล้องใต้น้ำ
การจับภาพอย่างรวดเร็วของสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเช่นโปรโตซัวแบบเซลล์เดียวเพิ่มการรวบรวมข้อมูลที่นักวิจัยกำลังใช้ในการสร้างภาพการเปลี่ยนแปลงของทะเล

กล้องและกล้องจุลทรรศน์ที่ติดอยู่กับ OceanCube มีการติดตั้งไฟที่สว่างขึ้นในความมืดใต้น้ำเพื่อให้สิ่งมีชีวิตสัมผัสด้วยกล้องจุลทรรศน์ การถ่ายภาพคือ "สมบูรณ์แบบ" Gallager กล่าว ภาพแต่ละภาพจะถูกส่งผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงและส่งกลับไปยังห้องปฏิบัติการบนบก

ข้อมูลที่รวบรวมจากกล้องมีจำนวนข้อมูล 2 เทราไบต์ในแต่ละชั่วโมงซึ่งเป็นความท้าทายต่อปริมาณการจัดเก็บข้อมูลที่มีอยู่ เทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตัดสินใจได้ว่าจะเก็บภาพใดเพราะการประมวลผลภาพเป็นไปโดยอัตโนมัติและประเภทของปลาหรือสิ่งมีชีวิตนั้นจำแนกตามลักษณะของแต่ละพิกเซล

ภาพถ่ายในมหาสมุทรกำลังทวีความสำคัญมากขึ้นในแง่ของข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องวัดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและชีวภาพที่เกิดขึ้นใต้น้ำหลายครั้ง ในการติดตามการเคลื่อนไหวของชุมชนปลาและแหล่งอาหารของพวกเขา OceanCube อาจช่วยเตือนภูมิภาคถึงสถานะของปริมาณปลาของพวกเขา

“ ภาพใหญ่คือการพัฒนา OceanCubes เพียงพอทั่วโลกเพื่อให้เราสามารถเริ่มทำการวัดสรุปในแต่ละเว็บไซต์และดูว่าโลกกำลังเปลี่ยนแปลงไปในทันที” Gallager กล่าว "เราสามารถสร้างเรื่องราวเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง"

พิมพ์ซ้ำจาก Climatewire โดยได้รับอนุญาตจากสำนักพิมพ์สิ่งแวดล้อมและพลังงาน, LLC www.eenews.net, 202-628-6500