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(jìn)入和研究。與深海海底相比,科學(xué)家們對(duì)月球表面的了解更多。MBARI 正在利用機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步來(lái)解決這種差異。
自主機(jī)器人漫游車 Benthic Rover II 提供了對(duì)海洋表面以下 4,000 米(13,100 英尺)深海海底生命的新見(jiàn)解。今天發(fā)表在Science Robotics 上的一項(xiàng)研究詳細(xì)介紹了這個(gè)漫游車的開(kāi)發(fā)和經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的長(zhǎng)期運(yùn)行。這個(gè)創(chuàng)新的移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(duì)于了解氣候變化對(duì)海洋的影響至關(guān)重要。
“這個(gè)深海漫游車的成功現(xiàn)在允許對(duì)水柱和海底之間的耦合進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。了解這些相互關(guān)聯(lián)的過(guò)程對(duì)于預(yù)測(cè)我們這個(gè)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(jí)科學(xué)家 Ken Smith 說(shuō)。
盡管遠(yuǎn)離陽(yáng)光普照的淺灘,但深海底與上面的水域相連,對(duì)碳循環(huán)和封存至關(guān)重要。一些有機(jī)物質(zhì)——包括死去的動(dòng)植物、粘液和排泄的廢物——慢慢地通過(guò)水柱沉入海底。泥上和泥中的動(dòng)物和微生物群落消化了其中的一些碳,而其余的可能會(huì)被鎖在深海沉積物中長(zhǎng)達(dá)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(duì)地表以下數(shù)千米處發(fā)生的過(guò)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(lái)研究和監(jiān)測(cè)碳的漲落。
過(guò)去,史密斯和其他科學(xué)家依靠固定儀器來(lái)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(guò) 25 年的工程創(chuàng)新,MBARI 開(kāi)發(fā)了一種用于監(jiān)測(cè)深海海底的長(zhǎng)期解決方案。
“深海中令人興奮的事件通常會(huì)以不可預(yù)測(cè)的時(shí)間間隔發(fā)生,這就是為什么使用 Benthic Rover II 進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)如此重要,”電氣工程組負(fù)責(zé)人 Alana Sherman 解釋說(shuō)。“如果你不是一直在看,你很可能會(huì)錯(cuò)過(guò)主要?jiǎng)幼鳌?rdquo;
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(tuán)隊(duì)辛勤工作的結(jié)果。
MBARI 的工程師設(shè)計(jì)了 Benthic Rover II 來(lái)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(dá) 6,000 米(約 19,700 英尺)的部署。
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