Wat is diepzee-exploratie?
De term "diepe zee" heeft niet voor iedereen dezelfde betekenis. Voor vissers is de diepzee elk deel van de oceaan voorbij het relatief ondiepe continentale plat. Voor wetenschappers is de diepzee het laagste deel van de oceaan, onder de thermocline (de laag waar verwarming en koeling door zonlicht geen effect meer hebben) en boven de zeebodem. Dit is het deel van de oceaan datper dan 1.000 vadems of 1800 meter.
Het is moeilijk om de diepten te verkennen omdat ze eeuwig donker zijn, extreem koud (tussen 0 graden C en 3 graden Celsius) onder 3.000 meter) en onder hoge druk (15750 psi of meer dan 1000 keer hoger dan de standaard atmosferische druk op zee niveau). Vanaf de tijd van Plinius tot het einde van de 19e eeuw geloofden mensen dat de diepe zee een levenloze woestenij was. Moderne wetenschappers erkennen de diepzee als de grootste habitat op aarde. Speciale tools zijn ontwikkeld om deze koude, donkere, onder druk staande omgeving te verkennen.
Diepzee-exploratie is een multidisciplinair streven dat oceanografie, biologie, geografie, archeologie en engineering omvat.
Een korte geschiedenis van diepzee-exploratie
De geschiedenis van diepzee-exploratie begint relatief recent, vooral omdat geavanceerde technologie nodig is om de diepten te verkennen. Enkele mijlpalen zijn:
1521: Ferdinand Magellan probeert de diepte van de Stille Oceaan te meten. Hij gebruikt een gewogen lijn van 2400 voet, maar raakt de bodem niet.
1818: Sir John Ross vangt wormen en kwallen op een diepte van ongeveer 2.000 meter (6.550 voet) en biedt het eerste bewijs van het leven in de diepzee.
1842: Ondanks de ontdekking van Ross, stelt Edward Forbes de Abyssus-theorie voor, waarin staat dat de biodiversiteit afneemt met de dood en dat het leven niet dieper dan 550 meter (1800 voet) kan bestaan.
1850: Michael Sars weerlegt de Abyssustheorie door een rijk ecosysteem op 800 meter (2.600 voet) te ontdekken.
1872-1876: De HMS Uitdager, geleid door Charles Wyville Thomson, voert de eerste expeditie op diepzee-onderzoek uit. UitdagerHet team ontdekt veel nieuwe soorten die uniek zijn aangepast aan het leven nabij de zeebodem.
1930: William Beebe en Otis Barton worden de eerste mensen die de diepe zee bezoeken. In hun stalen Bathysphere observeren ze garnalen en kwallen.
1934: Otis Barton vestigt een nieuw menselijk duikrecord met een bereik van 1.370 meter (.85 mijl).
1956: Jacques-Yves Cousteu en zijn team aan boord van de Calypso de eerste full-colour, full-length documentaire uitbrengen, Le Monde du silence (De stille wereld), die mensen overal de schoonheid en het leven van de diepe zee laat zien.
1960: Jacques Piccard en Don Walsh, met het diepzeeschip Triëst, daal af naar de bodem van de Challenger Deep in de Mariana Trench (10.740 meter / 6.67 mijl). Ze observeren vissen en andere organismen. Er werd niet gedacht dat vissen zo'n diep water bewoonden.
1977: Ecosystemen rond warmwaterkraters worden ontdekt. Deze ecosystemen gebruiken chemische energie in plaats van zonne-energie.
1995: Geosat-satellietradardata worden vrijgegeven, waardoor de zeebodem wereldwijd in kaart kan worden gebracht.
2012: James Cameron, met het schip Deepsea Challenger, voltooit de eerste solo-duik naar de onderkant van de Challenger Deep.
Moderne studies breiden onze kennis van de geografie en biodiversiteit van de diepzee uit. De Nautilus verkenningsvoertuig en NOAA's Okeanus Explorer blijf nieuwe soorten ontdekken, ontrafel de effecten van de mens op de pelagisch omgeving en verken wrakken en artefacten diep onder het zeeoppervlak. Het Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Chikyu analyseert sedimenten uit de aardkorst en kan het eerste schip worden dat in de aardmantel boort.
Instrumentatie en technologie
Net als verkenning van de ruimte vereist diepzee-exploratie nieuwe instrumenten en technologie. Terwijl de ruimte een koud vacuüm is, zijn de diepten van de oceaan koud, maar staan ze onder hoge druk. Het zoute water is corrosief en geleidend. Het is erg donker.
De bodem vinden
In de 8e eeuw lieten Vikingen loodgewichten aan touwen hangen om de waterdiepte te meten. Begin in de 19e eeuw gebruikten onderzoekers draad in plaats van touw om klinkende metingen te doen. In de moderne tijd zijn akoestische dieptemetingen de norm. Kortom, deze apparaten produceren een luid geluid en luisteren naar echo's om de afstand te meten.
Menselijke verkenning
Toen mensen eenmaal wisten waar de zeebodem was, wilden ze deze bezoeken en onderzoeken. De wetenschap is ver voorbij de duikbel gegaan, een vat met lucht dat in het water kan worden neergelaten. De eerste onderzeeër werd gebouwd door Cornelius Drebbel in 1623. Het eerste onderwater ademhalingsapparaat werd gepatenteerd door Benoit Rouquarol en Auguste Denayrouse in 1865. Jacques Cousteau en Emile Gagnan ontwikkelden de Aqualung, het eerste echte "Scuba" -systeem (Self Contained Underwater Breathing Apparatus). In 1964 werd Alvin getest. Alvin werd gebouwd door General Mills en geëxploiteerd door de US Navy en Woods Hole Oceanographic Institution. Alvin stond drie mensen toe om onder water te blijven voor zo lang als negen uur en zo diep als 14800 voet. Moderne onderzeeërs kunnen tot 20000 voet diep reizen.
Robotachtige verkenning
Hoewel mensen de bodem van de Mariana-loopgraaf hebben bezocht, waren de reizen duur en lieten ze slechts een beperkte verkenning toe. Moderne verkenning vertrouwt op robotsystemen.
Op afstand bediende voertuigen (ROV's) zijn gekoppelde voertuigen die worden bestuurd door onderzoekers op een schip. ROV's dragen doorgaans camera's, manipulatorarmen, sonarapparatuur en monstercontainers.
Autonome onderwatervoertuigen (AUV's) werken zonder menselijke controle. Deze voertuigen genereren kaarten, meten temperatuur en chemicaliën en nemen foto's. Sommige voertuigen, zoals de Nereus, fungeren als ROV of AUV.
Instrumentatie
Mensen en robots bezoeken locaties, maar blijven niet lang genoeg om in de loop van de tijd metingen te verzamelen. Onderzeese instrumenten controleren walvisliedjes, planktondichtheid, temperatuur, zuurgraad, oxygenatie en verschillende chemische concentraties. Deze sensoren kunnen worden bevestigd aan profilerende boeien, die vrij drijven op een diepte van ongeveer 1000 meter. Verankerde observatoria huisinstrumenten op de zeebodem. Het Monterey Accelerated Research System (MARS) bijvoorbeeld, rust op de bodem van de Stille Oceaan op 980 meter om seismische fouten te controleren.