Forskere Deploy Underwater Observatory for å spore oppvarming, surgjøring


Utstyrt med dykkeutstyr utenfor kysten av Motobu-halvøya i Okinawa, Japan, brukte forskere fra USA og Japan deler av en maskin som er en av de første som skal fungere som et undervanns observatorium som overvåker temperatur, saltholdighet og annen kjemisk, fysiske og biologiske data i Stillehavet. S

Utstyrt med dykkeutstyr utenfor kysten av Motobu-halvøya i Okinawa, Japan, brukte forskere fra USA og Japan deler av en maskin som er en av de første som skal fungere som et undervanns observatorium som overvåker temperatur, saltholdighet og annen kjemisk, fysiske og biologiske data i Stillehavet.

Som ekspedisjoner som går over hundrevis av miles av havet, blir stadig vanskeligere å finansiere, vifter forskere til innovasjoner innen teknologi og datalagring for å overvåke og utføre endringer i havet. Observatoriet, kalt "OceanCube", er resultatet av et års lang partnerskap mellom forskere ved Massachusetts-baserte Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) og Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST).

OceanCube ligger 2 miles offshore, med en sentral knutepunkt sitte på en dybde på 72 meter på et sted kjent som et biodiversitet-hotspot. I tillegg til det høye mangfoldet av endemiske arter, planter og dyr som er rikelig i Okinawas koraller, er området også stedet for sammenløp av to store strømmer i Stillehavet.

"Beliggenheten er et svært variert område for korallrevfisk og for koraller selv, " sa Scott Gallager, en av hovedforskerne på prosjektet og en forsker ved WHOI.

"Tanken er at vi kan kvantifisere materialer i en prøve av vann som vil gi oss en grunnlinje av hvordan havet reagerer på klimaendringer og havsyring, " sa Gallager.

Det er bare noen få oceanografiske observatorier rundt om i verden. En vitenskapelig ekspedisjon i Panama tidlig på 2000-tallet, ledet også av WHOI-forskere, førte til bygging av "Flytende Jungle Lab" på en fjern øy for å forbedre oceanografisk forskning.

Strøm havet med OceanCubes
OceanCube, som er omtrent dobbelt så stor som en klimaanlegg, er innkapslet med plast og er koblet til stålpansrede fiberoptiske kabler som sniker seg langs havbunnen. Kablene overfører sanntidsdata fra OceanCube til et laboratorium inne i Okinawa Churaumi Aquarium.

Forskerne valgte plast for å beskytte hjertet eller hovednoden til OceanCube fordi det er mindre utsatt for korrosjon enn metall. Det beskytter sensorer, akustiske Dopplers og 10 kameraer festet til observatoriet for å samle sekundære data.

Instrumentene beregner vannbevegelse og observere undervannsmiljøet, skaper et tredimensjonalt kart over strømens hastighet og vannstrømmen. Etter hvert som havets varme og ferskvann fra smeltende is øker, har forskerne ennå ikke fullt ut klar over hvordan det vil påvirke fiskesamfunn og korallrev.

Forandringene vil "indusere stort vann meanders", sier Gallager, noe som betyr at vann langs kysten vil streife seg ut til sjøen og forårsake store ringformede strømmer, og i noen tilfeller fange organismer i sirkler. Plankton, en kritisk matkilde for hval, tunfisk og mange andre fisk, vil være den første organismen som påvirkes av den forandrede strømmen, og forandrer sammensetningen og dynamikken til matbanen.

Bare noen arter av plankton kan tilpasse seg endringer i temperatur og saltholdighet.

"I løpet av de siste 20 årene har frekvensen av ringer økt dramatisk på fem år sammenlignet med endringene som har skjedd i flere tiår, " sa Gallager.

OceanCube nærmer seg sin andre uke siden den ble installert under vann. Forskerne planla en tidligere utplassering i august, men ble stanset på grunn av to tyfoner.

"Vi kan bygge en rekke OceanCubes og spre dem globalt, " sa Gallager. Det neste observatoriet er planlagt å bli deployert nær Tokyo-kysten, mens steder i Sørøst-Asia Coral Triangle-regionen, Det indiske hav og Arktis blir vurdert som fremtidige steder.

Et nettverk av undervannskameraer
Raskt bildeopptak av mikroskopiske organismer, som single-celled protozoer, legger til samlingen av data som forskere nå bruker for å skape et bilde av havforandringen.

Kameraene og mikroskoper som er festet til OceanCube er utstyrt med strober som lyser opp undervanns mørket for å gi mikroskopiske eksponeringer av organismene. Bildene er "å bli perfeksjonert, " sa Gallager. Hvert bilde overføres via fiberoptiske kabler og ledes tilbake til laboratoriet på land.

Informasjonen som samles inn fra kameraene, utgjør 2 terabyte data hver time, noe som er en utfordring for mengden tilgjengelig datalagring. Den nåværende teknologien tillater forskerne å bestemme hvilke bilder som skal holdes fordi behandlingen av bildene er automatisert, og typen av fisk eller organisme er klassifisert av karakteristikken til hver piksel.

Imagery i havet blir stadig viktigere når det gjelder data som forskere må måle flere fysiske og biologiske endringer som forekommer under vann. Ved overvåking av bevegelser av fiskesamfunn og deres matkilde kan OceanCube bidra til å varsle regioner til tilstanden i deres fiskebestander.

"Det store bildet er å utvikle nok OceanCubes rundt om i verden, slik at vi kan begynne å ta synoptiske målinger på hvert nettsted og se hvordan verden endrer seg samtidig, " sa Gallager. "Vi kan bygge en historie om hva som forårsaker endringen."

Reprinted from Climatewire med tillatelse fra Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500

Transport nå Rivals Power Generation som CO2 KildeNår jorden var en snøball: Globale isbreer kan ha sparket evolusjonær brastFor National Security, få av oljeHva skjer med bevissthet når vi dørForskere sliter med å utvikle nye behandlinger for SepsisBrain Beauty: The Art of NeuroscienceDelfiner husker en annen i flere tiårFortsatt nødvendig: En klimaplan - Ser Past Cap and Trade [Utvidet versjon]