Jobban ismerjük a Hold túlsó oldalát, mint a tengerek mélyét

2020.01.13. 22:49

Noha a földfelszín 69 százalékát borítja el a világóceán, mégis kevesebbet tudunk róla, mint a világűrről, illetve közvetlen kozmikus környezetünkről. Az utóbbi évtizedek technológiája ugyan lehetővé tette, hogy alaposabban bepillantsunk az óceánok rejtélyes világába, de ahhoz, hogy igazán megértsük, megismerjük a vizek mélyének különleges birodalmát, az embernek is alá kell szállnia a nagy kékség világába.

Korábban halott világnak hitték a sötét óceáni mélységeket

A földi élethez nélkülözhetetlen oxigén felét a világóceán biztosítja, a milliárdnyi mikroszkópikus oxigéntermelő fitoplanktonnak köszönhetően. A NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration: Nemzei Óceán- és Légkörkutatási Szervezet) becslése szerint

a világóceán 95 %-a és az óceáni aljzat 99 %-a még jelenleg is felfedezetlennek számít.

 

A világtenger a Föld felszínének 71 százalékát elborító víztömegből 69 százalék részesedéssel rendelkezikForrás: Pinterest

A mélytenger kutatása nehéz, drága, és időigényes feladat, a vizsgálatok legnagyobb része a parti öv sekélyebb régióira koncentrálódik.

A világóceán átlagmélysége 4000 méter, sok hegycsúcs ekkora a Sziklás-hegységben és az Alpokban. Bár teljesen egzakt számokat nehéz meghatározni, de annyi bizonyos, hogy a Föld élőhelyeinek mintegy 90 %-át alkotja a világóceán.

A Vörös-tenger egyike a világóceán legszínpompásabb trópusi tengereinek. De nemcsak a felszínhez közel, hanem a nagy mélységekben is sokkal változatosabb élet virágzik annál, amit korábban feltételeztekForrás: Reef Rainforest

Nagyon sokáig úgy vélték,

hogy a biodiverzitás, az élővilág sokszínűsége a mélység növekedésével egyre jobban lecsökken

a mélyóceán rendkívül zord körülményei, az örök sötétség, a rettenetes nyomás és a hideg miatt.

Az élővilág még az 1000 méteres mélységtől kezdődő abisszális zónában is igen nagy diverzitást mutatForrás: Pinterest

Még a 19. század közepén egy brit tudós, Edward Forbes állította fel az úgynevezett azoikus zóna elméletét. Forbes teóriája szerint a 600 méter alatti mélység már nem lehet alkalmas az életre, ezért úgy gondolta, hogy az ennél mélyebb óceáni régiók teljesen élettelenek.

Edward Forbes brit természettudós nevéhez fűződik az azoikus zóna elméleteForrás: Wellcome Library, London

A technika fejlődésével azonban,-  ami lehetővé tette az egyre nagyobb mélységből származó mintagyűjtés-t, szép lassan Forbes elmélete is megdőlt, mert bebizonyosodott, hogy még a legmélyebb óceáni árkokban is létezik az állati élet.

A ROVs kamerája rengeteg élőlényt örökített meg a nagy mélységben. Sokáig úgy gondolták, hogy a mélytenger barátságtalan környezeti viszonyai miatt nem létezhet élet a nagy mélységekbenForrás: CSIRO

A modern óceánkutatás legnagyobb felfedezése, hogy a mélytengeri régióban sokkal gazdagabb az élővilág, mint ahogyan azt korábban feltételezték.

Évről évre új fajok tucatjait írják le a nagy mélységek birodalmából;

a Census of Marine Life nemzetközi kutatóhálózata egymaga is több mint 1.200 új fajt fedezett fel egyetlen évtized leforgása alatt.

Többet tudunk kozmikus környezetünkről, mint a mélység világáról

A mélytengeri távirányítású robotok, a ROVs-ek és az AUVs-ek jelentős mértékben járultak hozzá ezekhez a felfedezésekhez, de még a legjobb robotok sem tudják teljesen helyettesíteni az embert.

Hagyományosan hajókról vizsgálták az óceán felszín alatti világát, aztán a technika fejlődésével megjelentek azok a speciális építésű kutató-tengeralattjárók, amelyekkel az ember is alá tudott szállni a mélyvízi régiókba.

Az egyik első átfogó oceanográfiai vállalkozás, a Challenger-expedíció szaktudósai a kutatóhajó, a HMS Challenger korvett fedélzetén, 1874-benForrás: Wikimedia Commons

Az egyik első, a mélytenger kutatás számára szolgálatba állított modern tengeralattjáró az 1964-ben épült Alvin,

amely eddig több mint 4400 kutatómerülést hajtott végre,

beleértve azokat a speciális küldetéseket is, amikor azért merült le, hogy megtaláljon egy elveszett hidrogénbombát a Földközi-tengerben, illetve a Titanic roncsát fedezte fel.

A Woods Hole Oceanográfiai Intézet mélytengeri merülőeszköze, az AlvinForrás: WHOI

Az Alvin papíron az Amerikai Egyesült Államok Haditengerészetének tengeralattjárója, amelyet azonban nem a hadsereg, hanem Woods Hole Oceanography Institute (WHOI), a világ egyik leghíresebb oceanográfiai intézete működtet. Az Alvin 3 embert tud egyszerre befogadni a fedélzetére (két tudóst valamint a pilótát),

és 6000 méterre képes lemerülni, ahol egyhuzamban 6-10 órát tartózkodhat.

 

Az Alvin 4000 méteres mélységben az óceáni fenéksíkságot tanulmányozzaForrás: The Conservation

Napjainkban az Egyesült Államok, Franciaország, Japán, Kína, és Oroszország oceanográfiai kutatóintézetei rendelkeznek olyan merülőeszközökkel, amelyek kutatókkal a fedélzetükön, 6000 méteres mélységig képesek lemerülni.

Anthomastis korallok másfél kilométeres mélységbenForrás: CSIRO

Ha belegondolunk abba, hogy több ezer műhold kering a Föld körül, és a Nemzetközi Űrállomás állandó személyzettel kutatja a kozmikus környezetünk titkait,

ehhez képest igencsak elenyésző számú ez a néhány eszköz,

főleg, ha azt is figyelembe vesszük, hogy a világóceán teljes területe több mint 362 millió négyzetkilométert foglal el a Föld felszínéből.

Robert D. Ballard oceanográfus, a Titanic roncsának felfedezőjeForrás: AFP/Charles Hoskinson

Nem véletlenül mondta tehát Robert D. Ballard, a Woods Hole oceanográfusa és a Titanic roncsának felfedezője, hogy sokkal jobban ismerjük a Hold túlsó oldalát, mint az óceánok mélyét.

Ember és robotok az óceánkutatás szolgálatában

Ma már a legnagyobb mélységekbe is képesek vagyunk alászállni. James Cameron, a híres filmrendező és felfedező például 2012-ben rekordot döntött azzal, hogy egyedül szállt alá a Mariana-árok legmélyebb, 10.9 km mélyen fekvő pontjára, a Deepsea Challenger nevű egyszemélyes, speciális tengeralattjáróval.

James Cameron, a Mariana-árokban történt sikeres lemerülése utánForrás: Mark Thiessen/National Geographic

Korábban csak egyszer tett ilyet ember a felfedezések eddigi történetében: 1960 január 23-án a Trieste-II batiszkáf fedélzetén

Jacques Piccard svájci tengerkutató és Donald Walsh amerikai tengerészhadnagy elsőként szálltak alá

a Mariana-árok legmélyebb pontja, a Challenger-mélység aljzatára.

A Trieste-II batiszkáf 1960. január 23-án Guam közelében, miután végrehajtotta történelmi jelentőségű lemerülését a világtenger legmélyebb pontján, a Mariana-árokbaForrás: U.S. Navy

Piccard „a mélység Kolumbusza" volt az első ember, aki valódi mélytengeri merülést hajtott végre a Trisete-I fedélzetén, még 1948. november 3-án.

Bizonyos esetekben azonban jobb az embernél a robot.

A ROVs (Remotely Operted Vechivles) típusú robotokat tudósok működtetik távirányítással az oceanográfiai kutatóhajó fedélzetéről, egy elektromos kábelen keresztül.

Piccard (a képen középen feljebb) valamint Walsh a Mariana-árokban, csaknem 11 kilométeres mélységbenForrás: Archival Photography by Steve Nicklas, NOS, NGS - NOAA Ship Collection

A távirányítású ROVs szonárral, videó kamerákkal, állókép kamerákkal, valamint robotkarokkal van felszerelve, amelyek segítségével sziklamintákat, üledéket, valamint mélytengeri élőlényeket gyűjt és visz a felszínre.

Mélybe eresztik a Remus-6000 távirányított mélytengeri szondát a Wood Hole Oceanográfiai Intézet kutatóhajója fedélzetérőlForrás: WHOI

A Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) kaliforniai tengerkutatási intézetnek 2 ROVs-szal, a Ventana és a Doc Ricketts nevű mélytengeri távirányítású robotokkal rendelkezik, amelyek a víz alatti vulkánokat vizsgálják és a még legnagyobb részt ismeretlen mélytengeri élővilágot tanulmányozzák.

Irány a világóceán legnagyobb mélysége, a Mariana-árok

A másik mélytengeri kutatórobot típus az AUVs (Autonomous Underwater Vehicles), amely emberi kontroll nélkül gyűjt tudományos adatokat, és amely hatalmas távolságokra képes hajózni.

A mélytengeri régióból begyűjtött fajok jelentős része ismeretlen a tudomány számáraForrás: CSIRO

A Woods Hole intézet AUVs-e a Sentry, 6000 méterig tud leereszkedni. Részletes térképeket készít a tengerfenék domborzatáról a fedélzeti szonár segítségével,

valamint fotókat készít a középóceáni hátságok hegygerinceiről és mélytengeri kürtőkről,

azokról a régiókról (hideg „seeps"), ahol metán és szulfidban gazdag forró folyadékok szivárognak a vízbe az aljzat repedéseiből, és amelyek egy egészen különleges, kemoszintézisen alapuló ökoszisztémának biztosítanak élőhelyet.

Sárga kénlerakódás a "mélytengeri füstölők" környékénForrás: NOAA

Mindezen kívül az AUVs folyamatosan méri az óceán fizikai jellemzőit, úgy mint a hőmérsékletet, a sótartalmat, vagy a vízben oldott oxigén arányát.

A Kínai Tudományos Akadémia új mélytengeri merülőeszközeForrás: Chinese Academy of Sciences

A mérnökök jelenleg egy olyan hibrid robot jármű továbbfejlesztésén dolgoznak, mint a WHOI Nereus nevű merülőeszköze, amely ember irányításával, és önállóan is képes dolgozni.

Korallok és szivacsok a Mariana-árok fenekén, csaknem 11 kilométeres mélységbenForrás: Xinhua

A Nereus első missziója a Mariana-árok legmélyebb területének, a Challenger-mélységnek a felfedezése. Ez a régió

a maga 11 034 méter maximális mélységével jóval mélyebben van a tengerszint alatt, mint amekkora a Mount Everest,

a Föld legmagasabb hegycsúcsának a tengerszinttől mért 8 848 méter magassága.

Az óceánkutatás az egyik záloga a jövőnek

Az AUVs segítségével a tudósok jelenleg  a Kaliforniai- valamint a Mexikói-öböl aljzatának vulkanikus jellemzőit térképezik fel.

E hasznos kutatóeszköznek köszönhetően számos úgynevezett táguló oxigénminimum zónát (olyan alacsony oxigéntartalmú régiókat, amelyek drasztikusan hatnak a biológiai közösségekre) fedeztek fel a kaliforniai Monterey Bay Tengeri Rezervátum területén, és más helyeken is.

Egy Neolithodes nemzetségbeli új rákfaj, amit közel két kilométeres mélységben gyűjtöttek beForrás: CSIRO

Hogy hosszantartó ideig figyeljék az óceánt, a tudósoknak olyan műszerekre van szükségük, amelyek folyamatosan képesek mintát venni a tengeri környezetből.

Az óceáni mélységek még nagyon sok titkot rejtenek. Egy nemrég felfedezett mélytengeri porcos hal, a cápákkal rokonfejű kiméra, vagy tengeri macskaForrás: CSIRO

Kifejlesztettek egy olyan kiterjedt, víz alatti szenzorokból álló rendszert, ami többek között folyamatosan méri a hőmérsékletet, a tengervíz savasságát, monitorozza a plankton mennyiségét, de rögzíti a cetek által kiadott hangokat is.

A világtenger rendkívül érzékeny rendszerForrás: Elter Tamás

Az úgynevezett profiler bóják vertikálisan gyűjtik az adatokat.

Ez a műszer 1000 méterre tud lesüllyedni,

ahol szabadon lebegve méri a tengervíz kémiai jellemzőit, majd felemelkedik a felszínre, hogy műholdon keresztül továbbítsa az adatokat.

Fagyott metán-hidrát egy mélytengeri hideg forrásnálForrás: NOAA OFFICE OF OCEAN EXPLORATION AND RESEARCH

A Monterey Bay Aquarium Research Institute oceanográfusai ezzel az eszközzel figyelik a többek között a rengeteg oxigént termelő Déli-óceán egészségét, az Antarktiszhoz közeli vizeken.

Az Antarktisz körüli hideg vizek rendkívül dúsak az oxigénbenForrás: Pixabay

De nem csak a mozgó, hanem a nagy, lehorgonyzott bóják is folyamatosan mérik az óceán állapotát,

az adatokat pedig rádión továbbítják a kutatóközpontokba. Ezek a kutatások egyáltalán nem öncélúak, hiszen a földi élet múltjában és jövőjében is a világóceán játszotta, illetve játssza majd az egyik legfontosabb szerepet.