FoodPro Preloader

Dype tanker: James Cameron på utforskningsalderen og hans 11 kilometer dykk til utfordreren Deep, del 1


Oceanografisk institusjon i Cape Cod, Mass. I mars ble filmskuespilleren og aquanaut James Cameron, fra sitt rekordbesøk på Challenger Deep i Marianas Trench 11 kilometer under overflaten av Stillehavet, kunngjort donasjonen av hans sub DEEPSEA CHALLENGER til Woods Hole hvor forskere planlegger å bruke sin banebrytende teknologi for å bidra videre til forståelsen av livet i havgraver. Den

Oceanografisk institusjon i Cape Cod, Mass.

I mars ble filmskuespilleren og aquanaut James Cameron, fra sitt rekordbesøk på Challenger Deep i Marianas Trench 11 kilometer under overflaten av Stillehavet, kunngjort donasjonen av hans sub DEEPSEA CHALLENGER til Woods Hole hvor forskere planlegger å bruke sin banebrytende teknologi for å bidra videre til forståelsen av livet i havgraver.

Den første rekkefølgen når DEEPSEA CHALLENGER kommer til Woods Hole om noen få uker: Tilpass sitt spesialdesignede lys, bildeutstyr og HD-3-D-kameraer på Woods Hole's Nereus-robotdel for å forberede den sistnevnte dykket til 10 kilometer dyp Kermadec Trench-off nordøstlige spissen av New Zealand's North Island-i februar eller mars 2014. Kermadec Trench er en kilometer grunne enn Challenger Deep-området som Cameron utforsket, men Nereus oppdrag er avgjørende for å forstå de særegne innbyggerne, økosystem og geologisk aktivitet som har utviklet seg i havgraver - planetens mest fiendtlige habitat.

Rundtabellen diskusjonen med Cameron fant sted i New York City i april og inkluderte: Tim Shank, en dybhavsbiolog i Woods Hole og hovedforsker for institusjonens Hadal Ecosystem Studies (HADES) program; Andy Bowen, direktør for Woods Hole's National Deep Submergence Facility; Susan Avery, president og direktør for Woods Hole; sammen med en håndfull journalister.

I del 1 Cameron og Woods Hole forskere snakker om hvordan de teknologiske fremskrittene som gjorde det mulig for DEEPSEA CHALLENGER å ta ham til det dypeste stedet på planeten, vil låse opp nye muligheter for å forstå livet på de uutforskede hadaldybder, de under seks kilometer. Diskusjonen omhandler også det kommende Nereus-oppdraget og hva Woods Hole håper å finne på bunnen av en av verdens dypeste, kaldeste grøfter. Cameron beskriver også sine erfaringer som styrer DEEPSEA CHALLENGER på sin historiske reise til Challenger Deep i Mariana Trench.

I del 2 diskuterer Cameron hvordan æra med leting på 1960-tallet - både i verdensrommet og til havets dyp - inspirerte karrieren sin som filmskaperen og senere som en pioner og vitenskapelig foredragsholder.

[ Et redigert transkripsjon av intervjuet følger. ]
Hvorfor donerer du DEEPSEA CHALLENGER til Woods Hole?

James Cameron: For meg er det et uendelig bedre utfall enn det som er sovende til jeg er ferdig med de neste to filmene mine, og kanskje kommer til tech-samfunnet fem eller seks år nedover linjen når det allerede er foreldet eller andre løsninger har blitt funnet i mellomtiden.

[Da støvet avgjort etter mars 2012 piloterte ekspedisjonen til Challenger Deep], var fantasimålet mitt at hele vitenskapsmiljøet ville ha tilgang til det. Dessverre er den typen penger som eksisterte på 1960- og 70-tallet, blomstrende i dybhavsutforskning, vanskeligere å komme fram i disse dager. Så måtte vi se etter en måte teknologien kunne være gunstig for det oceanografiske samfunnet. Og vi kom opp med noe vi er alle glade for.

Når det gjelder [fremtidige oppdrag for] DEEPSEA CHALLENGER, tror jeg ikke at noen av oss vil ta det av bordet. Vi ser på muligens å komme ut på havet igjen på et tidspunkt og gå ut og prøve å finne noe midler til det når det er fornuftig. Det mer umiddelbare målet er å overgangsteknologi fra sub til det vanlige havmiljøet.
Kort om å ta DEEPSEA CHALLENGER ut igjen, hvordan vil det være til nytte for havforskningen?

Andy Bowen: Det er på gang akkurat nå. En del av teknologien blir overført til vårt Nereus undervannsobjekt, som skal gjennomføre et vitenskapelig undersøkelsesprosjekt i [Kermadec Trench], spesielt ved bruk av kameraene utviklet som en del av DEEPSEA CHALLENGER- programmet.

Cameron: Det er interessant hvordan kameraene kom til. Vi visste at DEEPSEA CHALLENGER skulle flytte raskt gjennom vannkolonnen, så vi ville ha så mye bunntid som mulig. Men det betydde at vi ønsket å få kameraet ut på en bom for å kunne se underen og området rundt det, det kameraet skulle være lite, og jeg ville ha HD-definisjon og 3-D [evner]. Min forrige HD [eller HD], 3-D ubåt kamera veide rundt 180 pounds, og det gikk på en 150 pund pan-and-tilt mekanisme. Vel, det hele måtte gå ut på en bom, og det var tydeligvis ikke kommer til å skje på et lite vekt- og rombegrenset kjøretøy.

Så jeg satte ingeniører mine utfordringen med å komme opp med noe som var størrelsesorden mindre og måtte fungere dobbelt så dypt som vårt tidligere kamerasystem. Det setter deg av skalaen når det gjelder problemer, men de bygget kameraet fra sensornivået opp. [To av disse kameraene i et titanhus veide rundt fire og et halvt kilo] Vi legger den på en fire pund pan-and-tilt-plattform. Du kan sette et par av disse på Nereus.
Hva vil Woods Hole gjøre med DEEPSEA CHALLENGER når den kommer i juni?

Cameron: Mitt team av ingeniører som tilbrakte syv år med å bygge DEEPSEA CHALLENGER, vil dele sine erfaringer og kunnskaper med Woods Hole ingeniører, og vice versa.

Jeg forventer ikke at en flåte av DEEPSEA CHALLENGER s skal bygges. Det var et veldig spesifikt kjøretøy som tjente en veldig spesiell hensikt. Men hvis du var i stand til å ta de forskjellige systemene på underen og trekke dem ut i en annen formfaktor, kan du ende med at noe av dette blir integrert i et [autonomt undervannsfartøy] for hadalforskning. Flere av de der ute som går gjennom grøftene, begynner å gi deg mye bedre vitenskap i retur.

Jeg har ikke satt noen begrensninger eller restriksjoner på [hvordan DEEPSEA CHALLENGERs teknologi brukes]. Jeg tror vi var enige om ikke å se opp underen for en stund.
Hva er de spesifikke vitenskapelige målene for 2014-ekspedisjonen til Kermadec Trench?

Tim Shank: Vi ønsker å ta Nereus på en seks ukes ekspedisjon til Stillehavets Kermadec Trench for å utforske en del av havets hadalregioner, som i stor grad er ukjente. De aller fleste informasjon om disse områdene kommer fra to cruise på 1950-tallet, og det er ganske pinlig. Vi har bare en katalog med navnene på noen arter som kom opp i en trål. I 2000-tallet var det et par krysser som utforsket hadaldybder og brakte tilbake noen prøver, som hver er utrolig verdifull. [Sedimentprøver fra Mariana Trench har for eksempel inneholdt svært aktive bakteriefolk, selv om miljøet er under ekstreme trykk nesten 1.100 ganger høyere enn på havnivå, ifølge en mars Nature Geoscience- rapport.] Forskningen viste også en karbon matforsyning ned i grøfter som vi ikke hadde kjent om. [er en del av Nature Publishing Group.]

Det er sju institusjoner rundt om i verden og 10 forskere [involvert i Kermadec-ekspedisjonen som en del av Hadad Ecosystems Studies (HADES) -programmet) som er ute etter å svare på seks hovedspørsmål, inkludert hva som er der når det gjelder biologisk mangfold, hva de fôrer på og hvordan de har utviklet seg i isolasjon.

Cameron: Jeg synes det er interessant å ha en oversikt over hvor lite er kjent om hadaldybder når det gjelder biologi og geologi. Det meste av det som er kjent om bunnen, har kommet fra bilder skutt mil opp i vannsøylen, og det er et relativt grov datasett. Så du må komme deg ned og se deg rundt og grunne det. Svært lite av det som så seg rundt, har blitt gjort. Som Tim sa, har det vært et par cruise.

Shank: Først vil vi ta tilbake prøver og studere deres bruk for bioteknologi. Basert på de hadalprøver vi har sett så langt, isolerer disse dyrene enzymer som er svært fordelaktige for mennesker. Noen blir brukt til forsøk på å behandle Alzheimers sykdom. Nå ser vi også antistoff, kreft, antitumoregenskaper. Alt dette avhenger av hvor godt du kan bevare disse dyrene og bringe dem opp [levende], noe vi ikke kan gjøre nå. [Levende prøver har blitt brakt til overflaten vellykket fra ingen dypere enn ca 1, 4 kilometer.]

Cameron: Deres biologi virker bare ikke når trykket tas bort. Men jo dypere du dykker jo mindre utstyr du kan ta med deg. Det ville ta et tungt redskap for å bringe en trykkbeholder ned til hule dybder [som kan holde prøver levende når de blir brakt til overflaten].
Så langt vi vet, hva er livet som på bunnen av grøftene?

Shank: Folk tror at skyttegravene er disse ponded bosetningene, men de er veldig dynamiske steder. Det er mye friksjon og brudd som fortsetter [på havbunnen]. Det er en opphopning av sedimenter, og vann blir presset ut av disse sedimentene, og det percolates opp og samhandler med rock. Masse jordskjelv, og det betyr mange bakker [på havbunnen]. Vi tror også at det er lera vulkaner i disse grøfter, sedimenter som bygger opp over tid med sin egen unike kjemi.

Med HADES-programmet prøver vi å studere hver 1000 meter ned til maksimalt 11.000 meter. Vi tror skyttergravene er helt forskjellige fra resten av havet. Paucity av matkilden på havbunnen av en eller annen grunn øker når du kommer til grøftene. Det er mindre og mindre og mindre til du kommer til abyssalplanet. Da, når du går dypere, øker den tilgjengelige matkilden. Vi vet ikke hvorfor det er. Kanskje det er topografien til grøftene som bringer inn ting i. Uansett, tror vi det støtter det store mangfoldet i grøftens levested. Men det er vanskelig å lære slike ting hvis du bare sender ned et dråpe-kamerasystem.

Cameron: Det er en rimelig hypotese at [geologisk aktivitet i hadalsoner] kan være smeltedigel for livet, og det må sees på.

Bowen: Det er nesten som om du ser tilbake i tid. Skytten er et vindu inn i [biologiske og geologiske] prosesser som vi ikke har kunnet vitne til.

Shank: Mikroberne [fra hedeområder] vi har sett på så langt, er svært forskjellige. De har en rekke funksjoner, og [de overlever på kjemikalier, inkludert] metan, hydrogen og sulfid. Noen av leddyrene der nede har cellulosefordøyende enzymer i sine kropper. De kan fordøye tre. Andre dyr viser tegn på gigantisme [de er uforklarlig større enn sine grunne vannpartikler]. En teori er at du er så dyp at du ikke kan brette proteiner fordi cellene dine er for squished. Du må ha en måte å gjøre deg større, og du har spesialiserte enzymer som gjør det. En annen teori er at du må gjøre deg større til å fungere, og vi vet at de har enzymer til å gjøre det. Men du kan ikke være gigantisk hvis du ikke har en stor matkilde, noe som er en annen indikasjon, det er mye mat der nede, mye mer enn vi trodde. Det er så mange unntak for enhver forklaring at ingenting har fungert ennå. Vei flere spørsmål enn svar.
Havforskning har pågått i flere tiår, hvorfor er det fortsatt så vanskelig å studere livet i grøftene?

Cameron: Vi har rett i forkant av hadal-depth teknologi. Alt endres når du går under 6000 meter. [Fra et teknisk perspektiv] på dette tidspunktet har ytelses / ytelsesforholdet ditt endret seg når det gjelder flotasjon, trykkbeholdere, veggtykkelse og så videre. Kjøretøy har en tendens til å bli veldig tung og uhåndterlig. Det driver opp strømbudsjettet ditt og kostnaden, og det er ikke et trivielt problem. Folk tror at fordi du kan komme til fire miles ned, bør de ekstra tre miles ikke være et stort problem. Men du kommer opp mot grenser for materialvitenskap der du faktisk må lage nye materialer for å skape biler som har samme smidighet og kostnadsfaktorer som de som opererer høyere i vannsøylen. Det er derfor grunnen til at dybden er fortsatt relativt uutforsket.
Din suksess som filmmaker har vært knyttet til dybhavsforskning, som starter med The Abyss og fortsetter med Titanic og dokumentarene om å lage den filmen. Hvordan forberedte du deg på dykket til Challenger Deep?

Vi utviklet [ DEEPSEA CHALLENGER sub] i Sydney, og da skulle vi dykke den i hovedsak nær Guam på Challenger Deep. Vi ønsket å bevise at suben kunne nå det stedet i havet, ikke nødvendigvis fordi det dypeste stedet er det mest vitenskapelig interessante stedet, men fordi du engang har vist at du kan gå et annet sted. I ferd med å komme til Guam, må Tasmanhavet være ganske grovt. Så vi begynte å lete etter et dypt sted vi kunne operere i nærheten av en landform som ville forhindre forplantning av de store oceaniske svellene som drives av handelsvindene på den tiden av året. Vi så mellom New Britain og New Ireland øyer, hvor New Britain Trench [kjører] fem miles dyp, nok dypt nok til at vi skulle gjøre våre sjøprøver før vi dro til Challenger Deep.

Det var ment å være tekniske sjøprøver, og vi hadde et helt vitenskapsteam som skulle møte oss i Guam fra Scripps, University of Hawaii, og til og med Universitetet i Guam og Jet Propulsion Laboratory-folk som jeg visste. Det viste seg at det var så lite data om hva som var på bunnen av New Britain Trench, de ønsket alle å komme tidlig og ta en titt på det. Så våre sjøprøver endte faktisk med å være vitenskapsdyk, hvor vi tok tilbake prøver, noe som er bra fordi vi trengte å ha en aktivitet å fokusere på allikevel.
Kan du beskrive ditt historiske dykk til Challenger Deep?

Cameron: Jeg tviler på at pulsen min gikk opp mye. Kanskje da vi tok bort flåtene [på overflaten]. Jeg var oppgavefokusert. Jeg hadde en flersidig sjekkliste som var organisert rundt tid og dybde, beregninger, ting jeg måtte gjøre. Jeg måtte slå opp systemer i en bestemt rekkefølge fordi sfæren ville overopphetes. Et av de største problemene med suben er varmen fluxen. Pilotens sfære er veldig liten, og det har mye utstyr pakket inn der med meg. Hvis jeg slått alt utstyret på overflaten, ville jeg bake. Jeg ville bokstavelig talt være som poached laks. Så jeg hadde denne hele protokollen for å bringe ting på nettet etter behov. Den unike tingen om Challenger Deep Dive er at jeg kom gjennom alt på sjekklisten min som hadde tatt meg helt ned til bunnen av New Britain Trench, da hadde jeg ingenting å gjøre. Og jeg hadde 9000 fot å gå.

Jeg hadde et lite stereoskopisk HD-kamera ut på slutten av en to meter boom. Jeg ville bare peke kameraet over på et lyspunkt jeg forlot. Og søkelyset ville belyse partikkelformet i vannsøylen. Jeg kom til det punktet hvor jeg kunne fortelle i halvknut-trinn hvilke [plankton] partikler som løp gjennom søkelyset, ville se ut hvis jeg gikk fort eller sakte. Da jeg kom under 29.000 fot, stoppet min høydemåler bare. "Snøen" gikk bort på 29.000 fot, og [høydemålerens] lesing gikk til null. Vannet var bare klart.

Går ned, jeg forlot overflaten på 5, 2 knop og kom til bunnen av null i utgangspunktet. Det første jeg så da jeg landet, var sporet av et annet kjøretøy, noe som kunne ha vært [Woods Hole's Nereus, som hadde vært i Challenger Deep i 2009]. Du kommer vekk fra den ene [landing] stedet, og det er egentlig nesten ingenting. Du ser ikke hvordan dyrene oppfører seg når de lever i situ.
Hvorfor er dybhavsforskning så viktig for deg?

Cameron: Det er godt å huske at det samlede arealet av disse hadalgravene er større enn størrelsen på USA, større enn størrelsen på Australia, så det er i utgangspunktet et kontinent som aldri har blitt utforsket som eksisterer her på jorden. Så mange tror vi lever i en etterforskningsalder - det er alt blitt sett, det er alt blitt kartlagt. Hvordan klarte vi å komme inn i det 21. århundre og bare skje for å savne et kontinent? Fordi det er det vi gjorde. Svaret er åpenbart: Det er det vanskeligste stedet å komme seg til på planeten. Teknologisk sett er det det mest utfordrende stedet å operere. Jeg ville gjøre argumentet, etter å ha vært involvert i romrobotikk og nå full havdypeteknologi, er det et mye mer krevende miljø enn å bygge maskinvare for plass fordi stresskreftene er så mye større, omtrent 1000 ganger så mye.

Kilde for novel fugleinfluensa utbrud bestilt urentMaterialet forblir: Den evige utfordringen av søppelGolfbane som naturreservat: et sted for tiger og amfibierGiant Waves ødelegger raskt arktiske is og økosystemerGravity Measurements Bekreft Grønlands Glacier Precipitous MeltdownAmerikanske klimatdiplomater får fornyet sjanse til å finne felles jord med allierteFå feilene av genetisk modifiserte avlingerOverflodserfaring øker klimaendring