自主機器人漫游車幫助科學(xué)家長期監(jiān)測深海碳循環(huán)和氣候變化

深海的廣袤和在極端環(huán)境中工作的技術(shù)挑戰(zhàn)使這些深度難以進入和研究。與深海海底相比，科學(xué)家們對月球表面的了解更多。MBARI 正在利用機器人技術(shù)的進步來解決這種差異。

自主機器人漫游車 Benthic Rover II 提供了對海洋表面以下 4,000 米(13,100 英尺)深海海底生命的新見解。今天發(fā)表在Science Robotics 上的一項研究詳細介紹了這個漫游車的開發(fā)和經(jīng)過驗證的長期運行。這個創(chuàng)新的移動實驗室進一步揭示了深海在碳循環(huán)中的作用。該漫游車收集的數(shù)據(jù)對于了解氣候變化對海洋的影響至關(guān)重要。

“這個深海漫游車的成功現(xiàn)在允許對水柱和海底之間的耦合進行長期監(jiān)測。了解這些相互關(guān)聯(lián)的過程對于預(yù)測我們這個星球在不斷變化的氣候中的健康和生產(chǎn)力至關(guān)重要，”MBARI 高級科學(xué)家 Ken Smith 說。

盡管遠離陽光普照的淺灘，但深海底與上面的水域相連，對碳循環(huán)和封存至關(guān)重要。一些有機物質(zhì)——包括死去的動植物、粘液和排泄的廢物——慢慢地通過水柱沉入海底。泥上和泥中的動物和微生物群落消化了其中的一些碳，而其余的可能會被鎖在深海沉積物中長達數(shù)千年。

深海在地球的碳循環(huán)和氣候中發(fā)揮著重要作用，但我們對地表以下數(shù)千米處發(fā)生的過程仍然知之甚少。極壓和海水的腐蝕性等工程障礙使得很難將設(shè)備送到深海海底來研究和監(jiān)測碳的漲落。

過去，史密斯和其他科學(xué)家依靠固定儀器來研究深海底群落的碳消耗量。他們一次只能部署這些儀器幾天。通過 25 年的工程創(chuàng)新，MBARI 開發(fā)了一種用于監(jiān)測深海海底的長期解決方案。

“深海中令人興奮的事件通常會以不可預(yù)測的時間間隔發(fā)生，這就是為什么使用 Benthic Rover II 進行持續(xù)監(jiān)測如此重要，”電氣工程組負責(zé)人 Alana Sherman 解釋說。“如果你不是一直在看，你很可能會錯過主要動作。”

Benthic Rover II 是由史密斯和謝爾曼領(lǐng)導(dǎo)的 MBARI 工程師和科學(xué)家協(xié)作團隊辛勤工作的結(jié)果。

MBARI 的工程師設(shè)計了 Benthic Rover II 來處理深海的寒冷、腐蝕性和高壓條件。這款漫游車由耐腐蝕的鈦、塑料和耐壓復(fù)合泡沫制成，可承受最深達 6,000 米(約 19,700 英尺)的部署。

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