ReadyPlanet.com


หุ่นยนต์โรเวอร์อัตโนมัติช่วยนักวิทยาศาสตร์ในการเฝ้าติดตามวัฏจักรคาร์บอนในทะเลลึกและการเปลี่ยนแปลงสภ


 jokergame สล็อตออนไลน์พื้นที่ใต้ท้องทะเลลึกอันกว้างใหญ่และความท้าทายทางเทคโนโลยีในการทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงทำให้พื้นที่ลึกเหล่านี้ยากต่อการเข้าถึงและการศึกษา นักวิทยาศาสตร์รู้เกี่ยวกับพื้นผิวของดวงจันทร์มากกว่าพื้นทะเลลึก MBARI กำลังใช้ประโยชน์จากความก้าวหน้าในเทคโนโลยีหุ่นยนต์เพื่อจัดการกับความแตกต่างนี้

หุ่นยนต์โรเวอร์อิสระ Benthic Rover II ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับชีวิตบนพื้นทะเลก้นบึ้ง 4,000 เมตร (13,100 ฟุต) ใต้พื้นผิวมหาสมุทร การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวันนี้ในScience Robotics ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนาและการปฏิบัติการระยะยาวที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของยานสำรวจนี้ ห้องปฏิบัติการเคลื่อนที่ที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้ได้เปิดเผยเพิ่มเติมถึงบทบาทของทะเลลึกในการปั่นจักรยานคาร์บอน ข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดยยานสำรวจนี้เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในมหาสมุทร

เคน นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ MBARI กล่าวว่า "ความสำเร็จของยานสำรวจก้นบึ้งนี้ทำให้สามารถตรวจสอบการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างเสาน้ำกับพื้นทะเลได้ในระยะยาว การทำความเข้าใจกระบวนการที่เชื่อมโยงเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำนายสุขภาพและผลผลิตของโลกของเราที่ถูกกลืนหายไปในสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง สมิธ.

แม้จะอยู่ห่างจากน้ำตื้นที่มีแสงแดดส่องถึง แต่พื้นทะเลลึกเชื่อมต่อกับน่านน้ำด้านบน และมีความสำคัญต่อการหมุนเวียนคาร์บอนและการกักเก็บคาร์บอน ชิ้นส่วนของอินทรียวัตถุ รวมทั้งพืชและสัตว์ที่ตายแล้ว เมือก และของเสียที่ถูกขับออกมา ค่อยๆ จมลงไปในแนวน้ำสู่พื้นทะเล ชุมชนของสัตว์และจุลินทรีย์บนและในโคลนย่อยสลายคาร์บอนบางส่วน ในขณะที่ส่วนที่เหลืออาจติดอยู่ในตะกอนใต้ทะเลลึกเป็นเวลาหลายพันปี

ทะเลลึกมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรคาร์บอนและสภาพอากาศของโลก แต่เรายังคงรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นใต้พื้นผิวหลายพันเมตร อุปสรรคทางวิศวกรรม เช่น แรงกดดันที่รุนแรงและลักษณะการกัดกร่อนของน้ำทะเล ทำให้ยากต่อการส่งอุปกรณ์ไปยังก้นทะเลก้นบึ้งเพื่อศึกษาและตรวจสอบการลดลงและการไหลของคาร์บอน

ในอดีต สมิทและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ อาศัยเครื่องมือที่อยู่กับที่เพื่อศึกษาการบริโภคคาร์บอนของชุมชนใต้ทะเลลึก พวกเขาสามารถปรับใช้เครื่องมือเหล่านี้ได้ครั้งละสองสามวันเท่านั้น ด้วยการสร้างนวัตกรรมทางวิศวกรรมเป็นเวลา 25 ปี MBARI ได้พัฒนาโซลูชันระยะยาวสำหรับการตรวจสอบก้นทะเลลึก

"เหตุการณ์ที่น่าตื่นเต้นในทะเลลึกมักเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ และในช่วงเวลาที่คาดเดาไม่ได้ นั่นคือเหตุผลที่การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องกับ Benthic Rover II เป็นสิ่งสำคัญมาก" Alana Sherman หัวหน้ากลุ่มวิศวกรรมไฟฟ้าอธิบาย "ถ้าคุณไม่ดูตลอดเวลา คุณอาจพลาดฉากหลัก"

Benthic Rover II เป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของทีมวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์ของ MBARI นำโดย Smith และ Sherman

วิศวกรของ MBARI ได้ออกแบบ Benthic Rover II เพื่อรับมือกับสภาพอากาศที่หนาวเย็น กัดกร่อน และมีความกดอากาศสูงในทะเลลึก สร้างขึ้นจากไททาเนียมที่ทนต่อการกัดกร่อน พลาสติก และโฟมซินแทคติกที่ทนต่อแรงกด รถแลนด์โรเวอร์นี้สามารถทนต่อการใช้งานได้ลึกถึง 6,000 เมตร (ประมาณ 19,700 ฟุต)

"นอกเหนือจากความท้าทายทางกายภาพของการทำงานในสภาวะที่รุนแรงเหล่านี้ เรายังต้องออกแบบระบบควบคุมคอมพิวเตอร์และซอฟต์แวร์ที่น่าเชื่อถือพอที่จะทำงานเป็นเวลาหนึ่งปีโดยไม่เกิดปัญหา ไม่มีใครอยู่ที่นั่นเพื่อกดปุ่มรีเซ็ต" วิศวกรไฟฟ้าของ MBARI อธิบาย พอล แมคกิลล์. "อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยังต้องใช้พลังงานน้อยมาก เพื่อให้เราสามารถพกพาแบตเตอรี่ได้เพียงพอสำหรับใช้ได้นานถึงหนึ่งปี แม้จะทำทุกอย่าง แต่รถแลนด์โรเวอร์ก็กินไฟเฉลี่ยเพียง 2 วัตต์ ซึ่งใกล้เคียงกับ iPhone"

Benthic Rover II มีขนาดประมาณรถยนต์ขนาดเล็ก ยาว 2.6 เมตร (8.5 ฟุต) กว้าง 1.7 เมตร (5.6 ฟุต) และสูง 1.5 เมตร (4.9 ฟุต) และค่อยๆ เหยียบพื้นโคลนบนคู่ รางยางกว้าง

นักวิจัยปรับหน้าดินโรเวอร์ II จากเรือ MBARI ของการ R / V ตะวันตก Flyer ลูกเรือของเรือค่อยๆ หย่อนยานสำรวจลงไปในน้ำและปล่อยมันให้ตกลงสู่พื้นมหาสมุทรอย่างอิสระ รถแลนด์โรเวอร์ใช้เวลาประมาณสองชั่วโมงกว่าจะถึงด้านล่าง เมื่อมันลงจอดบนพื้นทะเลแล้ว รถแลนด์โรเวอร์ก็สามารถเริ่มภารกิจได้

ขั้นแรกให้เซ็นเซอร์ตรวจสอบกระแสน้ำที่ไหลไปตามพื้นทะเล เมื่อตรวจพบกระแสน้ำที่เอื้ออำนวย รถแลนด์โรเวอร์จะเคลื่อนขึ้นหรือข้ามกระแสเพื่อไปยังไซต์ที่ไม่ถูกรบกวนเพื่อเริ่มรวบรวมข้อมูล

กล้องที่ด้านหน้ารถแลนด์โรเวอร์จะถ่ายภาพพื้นทะเลและวัดแสงเรืองแสง การเรืองแสงของคลอโรฟิลล์ที่โดดเด่นภายใต้แสงสีน้ำเงินเผยให้เห็นว่าแพลงก์ตอนพืช "สด" และเศษซากพืชอื่นๆ ตกลงบนพื้นทะเลมากน้อยเพียงใด เซ็นเซอร์บันทึกอุณหภูมิและความเข้มข้นของออกซิเจนในน้ำที่อยู่เหนือพื้นน้ำ

ต่อไป รถแลนด์โรเวอร์จะลดช่องช่วยหายใจแบบใสคู่หนึ่งซึ่งวัดปริมาณการใช้ออกซิเจนของชุมชนแห่งชีวิตในโคลนเป็นเวลา 48 ชั่วโมง ในขณะที่สัตว์และจุลินทรีย์ย่อยสารอินทรีย์ พวกมันใช้ออกซิเจนและปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ในอัตราส่วนที่กำหนด การรู้ว่าสัตว์และจุลินทรีย์เหล่านั้นใช้ออกซิเจนมากน้อยเพียงใดนั้นมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเพิ่มแร่ธาตุคาร์บอน - การสลายสารอินทรีย์ให้เป็นส่วนประกอบที่ง่ายกว่า ซึ่งรวมถึงคาร์บอนไดออกไซด์

หลังจากผ่านไป 48 ชั่วโมง รถแลนด์โรเวอร์จะยกห้องเครื่องช่วยหายใจและเคลื่อนไปข้างหน้า 10 เมตร (32 ฟุต) ระวังอย่าข้ามเส้นทางก่อนหน้าและเลือกไซต์อื่นเพื่อสุ่มตัวอย่าง โดยจะทำซ้ำรูปแบบการสุ่มตัวอย่างนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีกตลอดระยะเวลาของการทำให้ใช้งานได้ โดยทั่วไปคือหนึ่งปีเต็ม

เมื่อสิ้นสุดการติดตั้งแต่ละครั้ง R/V Western Flyerจะกลับมาเพื่อกู้คืนรถแลนด์โรเวอร์ ดาวน์โหลดข้อมูล เปลี่ยนแบตเตอรี่ และส่งคืนไปยังพื้นทะเลลึกอีกปีหนึ่ง ภายในการใช้งานในแต่ละปี ทีม MBARI ได้เปิดตัวหุ่นยนต์อิสระอีกตัว นั่นคือ Wave Glider จากฝั่งเพื่อกลับมาทุกไตรมาสเพื่อตรวจสอบความคืบหน้าของ Benthic Rover II “รถแลนด์โรเวอร์ไม่สามารถสื่อสารกับเราโดยตรงเพื่อบอกตำแหน่งหรือสภาพของมัน ดังนั้นเราจึงส่งหุ่นยนต์ไปหาหุ่นยนต์ของเรา” แมคกิลล์อธิบาย เครื่องส่งสัญญาณเสียงบน Wave Glider ส่งเสียงรถแลนด์โรเวอร์ที่พื้นทะเลด้านล่าง จากนั้นรถแลนด์โรเวอร์จะส่งการอัปเดตสถานะและข้อมูลตัวอย่างไปยังโอเวอร์เฮดของเครื่องร่อน จากนั้นเครื่องร่อนจะส่งข้อมูลนั้นไปยังนักวิจัยบนฝั่งผ่านดาวเทียม

Crissy Huffard ผู้เชี่ยวชาญด้านการวิจัยอาวุโสของ MBARI กล่าวว่า "ข้อมูลจาก Benthic Rover II ช่วยให้เราสามารถหาปริมาณคาร์บอนได้เมื่อใด เท่าใด และแหล่งใดที่อาจถูกกักเก็บหรือเก็บคาร์บอนไว้ใต้ท้องทะเลลึก

ในช่วงเจ็ดปีที่ผ่านมา Benthic Rover II ได้ดำเนินการอย่างต่อเนื่องที่ Station M ซึ่งเป็นไซต์การวิจัยของ MBARI ซึ่งอยู่ห่างจากชายฝั่งแคลิฟอร์เนียตอนกลาง 225 กิโลเมตร (140 ไมล์) สถานี M อยู่ห่างจากพื้นผิวมหาสมุทร 4,000 เมตร (13,100 ฟุต) ซึ่งลึกเท่ากับความลึกเฉลี่ยของมหาสมุทร ทำให้เป็นระบบแบบจำลองที่ดีสำหรับการศึกษาระบบนิเวศในก้นเหว

ในช่วง 32 ปีที่ผ่านมา Smith และทีมของเขาได้สร้างหอดูดาวใต้น้ำที่ไม่เหมือนใครที่ Station M. Benthic Rover II และชุดเครื่องมืออื่นๆ จะทำงานที่นั่นตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ เป็นเวลาหนึ่งปีเต็มโดยไม่ต้องบำรุงรักษา

"ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ของรถแลนด์โรเวอร์ตลอดเจ็ดปี โดยใช้เวลา 99 เปอร์เซ็นต์ของชีวิตบนพื้นทะเล เป็นผลมาจากการทดสอบ แก้ไขปัญหา และพัฒนาเทคนิคที่ดีที่สุดในการบำรุงรักษารถเป็นเวลาหลายปี" เชอร์แมนกล่าว "เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งที่เป็นไปได้เมื่อนำเทคโนโลยีมาใช้กับปัญหาที่ท้าทายทางวิทยาศาสตร์"

ข้อมูลที่รวบรวมที่สถานี M แสดงให้เห็นว่าทะเลลึกอยู่ห่างไกลจากความนิ่ง สภาพทางกายภาพ เคมี และชีวภาพสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากในช่วงเวลาตั้งแต่หลายชั่วโมงจนถึงหลายทศวรรษ

น้ำผิวดินของกระแสน้ำแคลิฟอร์เนียเหนือสถานี M เต็มไปด้วยแพลงก์ตอนพืชในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อน กระแสน้ำตามฤดูกาลเหล่านี้ลดหลั่นกันไปตามกระแสน้ำตั้งแต่ระดับน้ำจนถึงพื้นทะเล อินทรียวัตถุที่กำลังจมอยู่นี้ ซึ่งเรียกว่า "หิมะในทะเล" มีต้นกำเนิดมาจากคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา นักวิจัยของ MBARI ได้สังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมากของหิมะในทะเลขนาดใหญ่ที่ตกลงสู่พื้นทะเลที่สถานีเอ็ม เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเป็นตอนๆ เหล่านี้คิดเป็นสัดส่วนที่เพิ่มขึ้นของปริมาณอาหารประจำปีที่ไซต์นี้ ในระยะเวลา 7 ปีของการดำเนินงานที่ Station M นั้น Benthic Rover II ได้บันทึกเหตุการณ์รายสัปดาห์ ตามฤดูกาล ประจำปี และตอนต่างๆ ที่สำคัญ ซึ่งทั้งหมดนี้ให้ข้อมูลที่ช่วยให้นักวิจัยของ MBARI เข้าใจวัฏจักรคาร์บอนในทะเลลึก

ระหว่างเดือนพฤศจิกายน 2558 ถึงพฤศจิกายน 2563 Benthic Rover II บันทึกปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากจากแพลงก์ตอนพืชที่ตายแล้วและเศษซากพืช (phytodetritus) อื่นๆ ที่ตกลงบนพื้นทะเลก้นบึ้งจากน่านน้ำเหนือศีรษะ การลดลงของความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำที่อยู่เหนือพื้นทะเลลึกนั้นมาพร้อมกับโชคลาภของอินทรียวัตถุ

เครื่องมือตรวจสอบระยะสั้นแบบเดิมจะไม่ตรวจพบความผันผวนที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงและแนวโน้มในระยะยาว Benthic Rover II ได้เปิดเผยภาพที่สมบูรณ์มากขึ้นว่าคาร์บอนเคลื่อนที่จากพื้นผิวไปยังพื้นทะเลได้อย่างไร

"รถ Benthic Rover II ได้เตือนเราถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในระยะสั้นและระยะยาวในทะเลลึกที่หลายๆ รุ่นทั่วโลกมองข้ามไป" Huffard เน้นย้ำ

ความสำเร็จของงาน Benthic Rover II และ MBARI อย่างต่อเนื่องที่ Station M เน้นว่าแพลตฟอร์มแบบต่อเนื่องและการสังเกตการณ์ในระยะยาวจะช่วยให้เราเข้าใจถึงพื้นที่อยู่อาศัยที่ใหญ่ที่สุดในโลกได้อย่างไร เนื่องจากมีบริษัทจำนวนมากขึ้นที่ต้องการสกัดทรัพยากรแร่จากพื้นทะเลลึก ข้อมูลเหล่านี้ยังให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับสภาพพื้นฐานในพื้นที่ที่อยู่ระหว่างการพิจารณาสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมหรือการขุดในทะเลลึก

มหาสมุทรยังเป็นองค์ประกอบสำคัญในวัฏจักรคาร์บอนและสภาพอากาศของโลก มหาสมุทรและชุมชนทางชีววิทยาเป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ การเผาเชื้อเพลิงฟอสซิล เลี้ยงปศุสัตว์ และการล้างป่าจะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หลายพันล้านตันสู่ชั้นบรรยากาศของเราทุกปี มหาสมุทรได้กั้นเราจากผลกระทบที่เลวร้ายที่สุดด้วยการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ส่วนเกินนี้มากกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเผชิญกับสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง การทำความเข้าใจว่าคาร์บอนที่ไหลผ่านระหว่างพื้นผิวที่มีแสงแดดส่องถึงและความลึกที่มืดของมหาสมุทรมีความสำคัญมากกว่าที่เคยjokergame สล็อตออนไลน์



ผู้ตั้งกระทู้ Rimuru Tempest :: วันที่ลงประกาศ 2021-11-05 16:10:23


แสดงความคิดเห็น
ความคิดเห็น *
ผู้แสดงความคิดเห็น  *
อีเมล 
ไม่ต้องการให้แสดงอีเมล



Copyright © 2010 All Rights Reserved.