Łaska podwodna

Rzucanie moim mosiężnym szczurem o dno Atlantyku nie było w moich początkowych planach ukończenia szkoły. Ale kiedy Fabien Cousteau, wnuk słynnego podwodnego odkrywcy Jacquesa Cousteau, zaprosił mnie do dołączenia do misji 31 ​​jako akwanauta i naukowiec misji w podwodnym habitacie Wodnik , nie mogłem przepuścić okazji. Jego pomysł polegał na pobiciu 30-dniowego rekordu życia swojego dziadka pod wodą, aby prowadzić intensywne badania nad ekosystemami morskimi – i edukować miliony na całym świecie o kluczowej potrzebie ochrony naszych oceanów. Mimo że oznaczało to brak rozpoczęcia szkolenia do misji z kolegami z klasy, skorzystałem z okazji, by pójść w ślady nieżyjącego już profesora Harolda Doc Edgertona, SM '27, ScD '31, bliskiego współpracownika Jacquesa Cousteau w tak wielu jego podmorskich przygód.





Grace Young ’14 przygotowuje się do nurkowania szkoleniowego, przygotowując się do życia w podwodnym habitacie przez ponad dwa tygodnie. Zobacz więcej zdjęć z misji 31 ​​w naszej Galerii zdjęć.

Zbudowany w latach 80. XX wieku i przykręcony do dna morskiego 63 stopy pod powierzchnią u wybrzeży Florida Keys, Wodnik to jedyne na świecie podwodne laboratorium morskie. Wewnętrzne ciśnienie powietrza odpowiada ciśnieniu atmosferycznemu na zewnątrz na tej głębokości (2,6 atmosfery, w przeciwieństwie do standardowej atmosfery na poziomie morza iw łodzi podwodnej), więc nasze ciała były nasycone azotem. To pozwoliło nam nurkować zasadniczo tak długo, jak chcieliśmy, podczas gdy podczas normalnego nurkowania powierzchniowego można spędzić na tej głębokości tylko około godziny, nie ryzykując choroby dekompresyjnej. Dodany czas pozwolił nam przeprowadzić badania w ciągu miesiąca, które zajęłyby około dwóch lat, gdybyśmy nurkowali z powierzchni.

Grace Young ’14 zarejestrowała około 80 godzin nurkowania z Misją 31.



Było wiele do zrobienia. Podczas mojego 15-dniowego okresu na Wodnik współpracowałem z Cousteau i innymi badaczami z Northeastern University i Florida International University (oraz ekipą filmową i technikami siedliskowymi), aby zbadać takie rzeczy, jak stan raf koralowych, metabolizm gąbek, rytm dobowy zooplanktonu i potencjalne zastosowania podwodne nowych technologii, takich jak szybka kamera Edgertronic. Nasze badania pomogą wyjaśnić skutki zmiany klimatu, zwiększonego zakwaszenia oraz zanieczyszczenia przemysłowego i rolniczego – i ostatecznie mogą pomóc naukowcom dowiedzieć się, jak to naprawić, zanim będzie za późno.

Idąc pod
Gdy mój ostatni semestr na MIT dobiegał końca, udałem się na Florydę na dwa tygodnie intensywnego treningu akwanautów prowadzonego przez instruktorów Marynarki Wojennej przed wodowaniem. Doświadczenie nie różniło się od szkolenia astronautów, chociaż oprócz testów sprawnościowych i egzaminów lekarskich obejmowało również sprawdzenie umiejętności nurkowania. Dowiedzieliśmy się również, jak korzystać ze specjalnego sprzętu wymaganego do misji, takiego jak hełmy nurkowe i podwójne zbiorniki sprężonego powietrza. Zanim zszedłem na dół Wodnik 17 czerwca procedury awaryjne dla każdej możliwej do wyobrażenia sytuacji zostały zakorzenione w pamięci mięśniowej.

Wodnik , nasz dom pod wodą, jest tylko trochę większy niż autobus szkolny. Było co najmniej przytulnie. Wewnątrz wyglądał i czuł się jak połączenie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i kampera. Jej minikuchnia była wyposażona w kuchenkę mikrofalową, zlew i dystrybutor gorącej wody. Ale ponieważ powietrze w habitacie miało 2,6 razy więcej tlenu niż powietrze powierzchniowe, świeże jedzenie szybko się psuło, a gotowanie na otwartym ogniu było nie do pomyślenia. Jedliśmy głównie liofilizowane jedzenie (myślę, że jedzenie astronautów), które było wygodne, szybkie i łatwe do przechowywania. Od czasu do czasu dostawaliśmy specjalne jedzenie w pojemniku ze stali pod ciśnieniem, jeśli zespół zajmujący się powierzchnią uważał, że potrzebujemy smakołyka. Kiedy odwiedziła nas Celine Cousteau (siostra Fabiena i znana odkrywczyni i ekolożka), przyniosła świeżą bagietkę i ser, które wdychaliśmy na długo przed powrotem na powierzchnię.



Zawory i manometry zdobiły prawie każdą powierzchnię habitatu, do którego powietrze, zasilanie i łącze IT są dostarczane przez tak zwany przewód połączony z bojką. Przesuwane, szczelne drzwi dzieliły pokój piętrowy, jadalnię, miejsce do pracy, maleńką łazienkę i mokry ganek z dziurą w podłodze, która służyła jako przedpokój. (Aby wyobrazić sobie mokry ganek, wyobraź sobie wiadro odwrócone do góry nogami i wepchnięte pod wodę, tak aby uwięziło w nim kieszeń powietrzną. Wewnętrzne ciśnienie powietrza utrzymywało wodę na zewnątrz, a my przekroczyliśmy poziomą granicę między powietrzem a wodą, aby wejść do oceanu.) Mój ulubiony Miejscem był nasz mały stół jadalny przed portem widokowym, gdzie odwiedzało nas tyle pięknych morskich stworzeń zwabionych światłem.

6 czerwca Grace przerzuciła swojego mosiężnego szczura pod wodę mniej więcej w tym samym czasie, w którym jej koledzy z klasy obrócili pierścienie podczas ceremonii otwarcia w Killian Court.

Zespół 24 specjalistów na powierzchni zapewniał nam bezpieczeństwo i dobre warunki pod wodą, w tym lekarz marynarki, który regularnie sprawdzał nasze zdrowie. Na szczęście najgorszą przypadłością każdego z nas była infekcja ucha, która jest powszechna, gdy spędzamy tyle czasu w wodzie.



Przez większość dni byliśmy na nogach o 7:00, a na nasze pierwsze nurkowanie o 8:00. Zwykle nurkujemy trzy razy dziennie, łącznie od sześciu do dziesięciu godzin, zbierając próbki zooplanktonu, odbierając i instalując czujniki do zbierania danych o zanieczyszczeniach i pracując z kamerą Edgertronic. Chociaż byłem głównie odpowiedzialny za kamerę, miałem duże wsparcie ze strony doktora Jima Balesa z Edgerton Center w roku '91 w Cambridge, a zrobienie najlepszego zdjęcia zajęło nas troje z nas — jeden do zarządzania pozycją kamery, jeden do dostosować oświetlenie, a jeden do oglądania szczegółowego obrazu i sterowania ustawieniami z wnętrza habitatu. Kamera rejestruje obrazy rzeczy, które dzieją się w mgnieniu oka, ale jej ustawienie i działanie pod wodą wymaga godzin, więc mogą z niej korzystać tylko przesyceni akwanauci.

Jedną z najbardziej intrygujących rzeczy, które próbowaliśmy uchwycić, było źródło grzmiącego dźwięku, jaki wydaje granik Goliata, gdy się karmi. Profesor z Northeastern Mark Patterson wysunął teorię, że ryba gwałtownie rozszerza pysk, powodując nagły spadek ciśnienia – znany jako pęcherzyk kawitacyjny – który natychmiast odparowuje wodę, którą trzyma. Kiedy bańka zapada się, wydaje dźwięk, który nurkowie mogą wyczuć w klatce piersiowej – dźwięk, który wydaje się ogłuszać znajdujące się w pobliżu ryby, czyniąc je łatwiejszą zdobyczą. Wiedzieliśmy, że sfilmowanie bańki kawitacyjnej w najlepszych okolicznościach będzie wymagało dużo szczęścia, ale było to szczególnie ambitne, biorąc pod uwagę, że pracowaliśmy z taką nową technologią filmowania (nasz model Edgertronic, który został zaprojektowany przez Mike’a Mattera ’84, pojawił się zaledwie dwa tygodnie przed rozpoczęciem treningu). Chociaż nie byliśmy w stanie tego zrobić, ustaliliśmy wymagane kroki — i bardzo chciałbym wrócić tam, aby kiedyś dokończyć projekt.

Grace przygotowuje ujęcie za pomocą szybkiej kamery Edgertronic.



Udało nam się jednak uzyskać niesamowite nagrania przedstawiające krewetki modliszkowe, koralowce, gigantyczne gąbki beczkowe, jaszczurki, plankton i inne stworzenia morskie, które nigdy nie były sfilmowane w zwolnionym tempie na wolności, rejestrując zachowanie, które jest zbyt szybkie dla ludzkiego oka. zobaczyć. Większość materiału filmowego pojawi się w dokumencie IMAX, który Cousteau zostanie wydany w 2015 roku. Między porannymi i popołudniowymi nurkowaniami wracaliśmy do Wodnik na lunch i pracę nad zadaniami, takimi jak rozmowy Skype z muzeami i grupami szkolnymi na całym świecie. Naszym celem było edukowanie ludzi o tym, jak ważna jest eksploracja i ochrona oceanów oraz dlaczego musimy przestać niszczyć środowisko, od którego zależy nasze życie. Większość ludzi nie zdaje sobie sprawy, że oceany wytwarzają do 70 procent naszego tlenu, służą jako główne źródło białka zwierzęcego dla co najmniej miliarda ludzi i filtrują lub przechowują toksyny, które w przeciwnym razie przytłoczyłyby ludzkość. Jednak w ciągu ostatnich 50 lat nadmiernie eksploatowaliśmy – lub w niektórych przypadkach całkowicie wyczerpaliśmy – aż 90 procent dużych ryb oceanicznych i zniszczyliśmy ekosystemy, które mają fundamentalne znaczenie dla naszego przetrwania. Bez oceanów Ziemia jest tylko kolejną skałą w kosmosie. A jednak wiemy więcej o ciemnej stronie Księżyca niż o zbiornikach wodnych, które pokrywają dwie trzecie naszej planety. Naprawienie problemów, o których niewiele wiemy, jest bardzo trudne, jeśli nie niemożliwe, a mimo to zdumiewające 95 procent naszych oceanów pozostaje niezbadanych.

Życie morskie
Fabien przyniósł talię kart i nigdy jej nie otworzył przez 31 dni. Szczerze mówiąc nie mieliśmy wolnego czasu. Nurkowanie przez cały dzień jest wyczerpujące i wracam do środka Wodnik , byliśmy zajęci komunikacją z załogą na górze i działaniami informacyjnymi. Gdybym miał jakąkolwiek przerwę, zwykle wybierałem się na kolejne nurkowanie. Trudno opisać uczucie życia w całkowicie obcym ekosystemie, mieszając się spokojnie z tak wieloma pięknymi stworzeniami morskimi. Nie chcesz tracić ani minuty.

Korzystając z Edgertronic, Grace i inni akwanauci zrobili zdjęcia podobne do tego, na którym widać cętkowany bęben pływający obok homara.

Trudno też oddać, jak ekscytująca intelektualnie była misja. Cały zespół — w tym kilkudziesięciu naukowców zajmujących się badaniami na lądzie, techników, nurków powierzchniowych i innych pracowników pomocniczych, a także okresowych gości — stworzył niesamowite koleżeństwo. Każde nowe odkrycie wydawało się prowadzić do nowych pomysłów badawczych.

Powierzchnia była słodko-gorzka. Choć tęskniłem za rodziną, przyjaciółmi i długim prysznicem, nie spałbym jeszcze przez co najmniej kilka tygodni, gdybym miał okazję. Zdecydowanie widzę, że pewnego dnia będę miał podmorski dom wakacyjny. Czy w międzyczasie wrócę do Wodnik gdybym miał okazję? W mgnieniu oka.

Grace Young ’14, która specjalizowała się w inżynierii mechanicznej i oceanicznej, jest stypendystką Marshalla i doktorantką w Oxford’s Somerville College, gdzie znajduje się siedziba Global Ocean Commission.

Misja 31 Badania

Zdrowie rafy koralowej: Rafy koralowe, podstawowe dla jednej trzeciej wszystkich gatunków morskich, mają również kluczowe znaczenie dla utrzymania ludzkiego życia. Jednak zakwaszenie spowodowane emisją węgla i innymi zanieczyszczeniami zagraża lub już zniszczyło 70 procent z nich. Zebraliśmy pierwsze długoterminowe dane o tym, jak dzikie koralowce reagują na codzienne wahania temperatury zewnętrznej, światła, pH i rozpuszczonego tlenu. Zidentyfikowanie przyczyn i skutków niszczenia koralowców powinno pomóc naukowcom zaprojektować i wdrożyć środki zaradcze.

Zooplankton: Życie morskie, jakie znamy, zależy od zooplanktonu. Te maleńkie organizmy są pierwszym ogniwem w morskim łańcuchu pokarmowym. Bakterie przyczepiają się również do egzoszkieletów zooplanktonu. Tworzy to rezerwuar, który zapobiega rozprzestrzenianiu się chorób na ludzi i pozwala bakteriom zużywać węgiel i azot z oceanu, co jest niezbędne dla zdrowej planety. Zbierając próbki w ciągu dnia — zarówno żywe, jak i zombie (niedawno martwe, ale jeszcze nie zepsute ani zużyte) — zebraliśmy ogromną ilość danych, które pomogą nam zrozumieć ich rytm dobowy, cykl życia oraz skutki zanieczyszczenia i klimatu zmiany na ich zdrowiu.

Gąbki beczkowe:
Gdy gąbki żerują, filtrują wodę równą objętości ich ciała w mniej niż minutę, usuwając ponad 99 procent cząstek, które wdychają. To wspaniałe zasilanie filtra jest jednym z powodów, dla których widoczność jest tak dobra wokół rafy koralowej. Wykorzystaliśmy czujniki do pomiaru wahań temperatury, zasolenia, pH, rozpuszczonego tlenu i przepływu wody, aby zbadać, jak metabolizm i szybkość karmienia gąbek reagują na zmiany w środowisku.

Zanieczyszczenie środowiska:
Wokół rozmieściliśmy małe czujniki Wodnik do pochłaniania i pomiaru zanieczyszczeń, w tym PCB i ewentualnie dyspergatorów z wycieku ropy BP, aby określić, jakie zanieczyszczenia wpływają na rafę koralową i w jaki sposób.

ukryć