História e tecnologia da exploração em alto mar

O termo "mar profundo" não tem o mesmo significado para todos. Para os pescadores, o mar profundo é qualquer parte do oceano além da plataforma continental relativamente rasa. Para os cientistas, o mar profundo é a parte mais baixa do oceano, abaixo da termoclina (a camada em que o aquecimento e o resfriamento da luz solar deixa de ter efeito) e acima do fundo do mar. Esta é a parte do oceano mais profunda que 1.000 braças ou 1.800 metros.

É difícil explorar as profundezas porque elas são eternamente escuras, extremamente frias (entre 0 graus C e 3 graus C abaixo de 3.000 metros) e sob alta pressão (15750 psi ou mais de 1.000 vezes mais que a pressão atmosférica padrão no mar nível). Desde a época de Plínio até o final do século 19, as pessoas acreditavam que o fundo do mar era um deserto sem vida. Os cientistas modernos reconhecem o fundo do mar como o maior habitat do planeta. Ferramentas especiais foram desenvolvidas para explorar esse ambiente frio, escuro e pressurizado.

A exploração em alto mar é um empreendimento multidisciplinar que inclui oceanografia, biologia, geografia, arqueologia e engenharia.

A história da exploração em alto mar começa relativamente recentemente, principalmente porque é necessária tecnologia avançada para explorar as profundezas. Alguns marcos incluem:

1521: Ferdinand Magellan tenta medir a profundidade do Oceano Pacífico. Ele usa uma linha de 2.400 pés, mas não toca no fundo.

1818: Sir John Ross captura minhocas e águas-vivas a uma profundidade de aproximadamente 2.000 metros (6.550 pés), oferecendo a primeira evidência da vida marinha.

1842: Apesar da descoberta de Ross, Edward Forbes propõe a Teoria do Abismo, que declara que a biodiversidade diminui com a morte e que a vida não pode existir mais que 550 metros (1.800 pés).

1850: Michael Sars refuta a teoria do abismo, descobrindo um rico ecossistema a 800 metros (2.600 pés).

1872-1876: O HMS Desafiador, liderada por Charles Wyville Thomson, realiza a primeira expedição de exploração em alto mar. DesafiadorA equipe de pesquisadores descobre muitas espécies novas, adaptadas exclusivamente à vida perto do fundo do mar.

1930: William Beebe e Otis Barton se tornam os primeiros humanos a visitar o mar profundo. Dentro de sua Bathysphere de aço, eles observam camarão e água-viva.

1934: Otis Barton estabelece um novo recorde de mergulho humano, atingindo 1.370 metros (0,85 milhas).

1956: Jacques-Yves Cousteu e sua equipe a bordo do Calypso lançar o primeiro documentário colorido e completo, Le Monde du silence (O mundo silencioso), mostrando às pessoas em todos os lugares a beleza e a vida do mar profundo.

1960: Jacques Piccard e Don Walsh, com o navio de profundidade Trieste, desça até o fundo do Challenger Deep no Fossa das Marianas (10.740 metros / 6,67 milhas). Eles observam peixes e outros organismos. Não se pensava que os peixes habitassem águas tão profundas.

1977: Ecossistemas ao redor fontes hidrotermais são descobertos. Esses ecossistemas usam energia química, em vez de energia solar.

1995: Os dados do radar de satélite Geosat são desclassificados, permitindo o mapeamento global do fundo do mar.

2012: James Cameron, com o navio Deepsea Challenger, completa o primeiro mergulho solo no fundo do Challenger Deep.

Estudos modernos expandem nosso conhecimento da geografia e biodiversidade do fundo do mar. o Nautilus veículo de exploração e NOAA Okeanus Explorer continuar a descobrir novas espécies, desvendar os efeitos do homem sobre a pelágico ambiente e explore destroços e artefatos nas profundezas da superfície do mar. Programa Integrado de Perfuração Oceânica (IODP) Chikyu analisa sedimentos da crosta terrestre e pode se tornar o primeiro navio a perfurar o manto terrestre.

Como a exploração espacial, a exploração em alto mar exige novos instrumentos e tecnologia. Enquanto o espaço é um vácuo frio, as profundezas do oceano são frias, mas altamente pressurizadas. A água salgada é corrosiva e condutora. É muito escuro.

Encontrando o Fundo

No século 8, os vikings largaram pesos de chumbo presos a cordas para medir a profundidade da água. A partir do século 19, os pesquisadores usaram arame, em vez de corda, para fazer medições sonoras. Na era moderna, as medições acústicas da profundidade são a norma. Basicamente, esses dispositivos produzem um som alto e ouvem ecos para medir a distância.

Exploração Humana

Quando as pessoas sabiam onde ficava o fundo do mar, queriam visitá-lo e examiná-lo. A ciência progrediu muito além do sino de mergulho, um barril contendo ar que poderia ser baixado na água. O primeiro submarino foi construído por Cornelius Drebbel em 1623. O primeiro aparelho de respiração subaquática foi patenteado por Benoit Rouquarol e Auguste Denayrouse em 1865. Jacques Cousteau e Emile Gagnan desenvolveram o Aqualung, que foi o primeiro sistema "Scuba" (aparelho autônomo de respiração subaquática). Em 1964, Alvin foi testado. Alvin foi construído pela General Mills e operado pela Marinha dos EUA e pela Woods Oceanographic Institution. Alvin permitiu que três pessoas permanecessem embaixo da água por nove horas e até a profundidade de 4.500 pés. Os submarinos modernos podem viajar até 20.000 pés.

Exploração Robótica

Embora os humanos tenham visitado o fundo da Fossa das Marianas, as viagens eram caras e permitiam apenas uma exploração limitada. A exploração moderna depende de sistemas robóticos.

Veículos operados remotamente (ROVs) são veículos amarrados que são controlados por pesquisadores em um navio. Os ROVs normalmente transportam câmeras, braços manipuladores, equipamento de sonar e recipientes de amostras.

Veículos subaquáticos autônomos (AUVs) operam sem controle humano. Esses veículos geram mapas, medem temperatura e produtos químicos e tiram fotografias. Alguns veículos, como o Nereus, aja como um ROV ou AUV.

Instrumentação

Humanos e robôs visitam locais, mas não permanecem o tempo suficiente para coletar medições ao longo do tempo. Instrumentos submarinos monitoram canções de baleias, densidade de plâncton, temperatura, acidez, oxigenação e várias concentrações químicas. Esses sensores podem ser conectados a bóias de perfil, que flutuam livremente a uma profundidade de cerca de 1000 metros. Os observatórios ancorados abrigam instrumentos no fundo do mar. Por exemplo, o Sistema de Pesquisa Acelerada de Monterey (MARS) repousa no fundo do Oceano Pacífico a 980 metros para monitorar falhas sísmicas.