يتشكل مختبر يعمل عن بعد على عمق 2.5 كيلومتر تحت سطح البحر – Ars Technica

في عام 1962 ، تم إنشاء واحد من أوائل المختبرات البحثية تحت الماء والموائل البشرية في العالم قبالة سواحل مرسيليا ، فرنسا ، على عمق 10 أمتار. يتكون مشروع Conshelf 1 من هيكل فولاذي استضاف رجلين لمدة أسبوع.

الآن ، بعد أكثر من 60 عامًا ، يتم إنشاء مختبر آخر تحت الماء ليس بعيدًا عن مرسيليا ، هذه المرة لدراسة البحر والسماء. على عكس موطن Conshelf ، فإن مختبر سوس مارين بروفانس البحر المتوسط (LSPM) لن يكون مأهولًا بالبشر. يقع على بعد 40 كيلومترًا من ساحل تولون على عمق 2450 مترًا ، وهو أول مختبر تحت الماء في أوروبا يتم تشغيله عن بعد.

الفيزياء تحت سطح البحر

حاليًا ، توجد ثلاثة مربعات توصيل قادرة على تشغيل العديد من الأدوات واسترجاع البيانات في قلب LSPM. الصناديق ، يبلغ طول كل منها 6 أمتار وارتفاعها 2 متر ، متصلة بنظام طاقة على الأرض عبر كابل كهربائي ضوئي بطول 42 كيلومترًا. يستخدم الجزء البصري من هذا الكبل لجمع البيانات من مربعات التوصيل.

تم تخصيص اثنين من صناديق التوصيل لقسم ORCA في تلسكوب Kilometer Cube Neutrino (KM3NeT). يشتمل ORCA على مجموعة ثلاثية الأبعاد من 2070 كرة ، يحتوي كل منها على 31 كاشفًا تسمى أنابيب مضاعفة ضوئية. سيتم ترتيب هذه الكرات على 115 سطرًا يتم تثبيتها في قاع المحيط وتثبيتها بواسطة عوامات مغمورة. حاليا ، تم تركيب 15 خطا.

يقع موقع ORCA التوأم ، ARCA ، قبالة ساحل صقلية على عمق 3400 متر. بشكل جماعي ، تحتل مواقع ORCA و ARCA أكثر من كيلومتر مكعب واحد من المياه.

“يمكن لهذه المصفوفات العملاقة من أجهزة الكشف الكشف عن النيوترينوات المنبعثة من سماء نصف الكرة الجنوبي. في المناسبات النادرة [the neutrinos] تتفاعل مع جزيئات الماء ، وتنتج وميضًا مزرقًا من الضوء في ظلام هاوية المحيط ، “قال باشال كويل ، مدير الأبحاث في مركز دي فيزيك ديس بارتيكيول دي مرسيليا ومدير LSPM لـ Ars Technica. “يتيح لنا اكتشاف هذا الضوء قياس اتجاهات وطاقات النيوترينوات.”

استشعار الصوت

تم تخصيص صندوق التوصيل الثالث لدراسات العلوم البحرية ، بما في ذلك ما يسمى بخط الباتروس ، والذي يتكون من كبلين استقرائيين بطول كيلومتر واحد مثبتين في قاع المحيط. تحمل هذه الكابلات أجهزة استشعار لقياس درجة حرارة المياه والتيارات البحرية ، وكذلك مستويات الأكسجين ودرجة الحموضة.

ال مختبر Geoazur، وهو معهد لعلوم الأرض يقع بالقرب من مدينة كان ، وقد طور جهاز قياس الزلازل عريض النطاق الذي تم وضعه في الرواسب في قاع المحيط ، مما يسمح بالحصول على البيانات الزلزالية في الوقت الفعلي. إلى جانب جهاز قياس الزلازل ، قام باحثو Geoazur بتحويل أحد الألياف الضوئية للكابل الكهروضوئي الرئيسي الذي يبلغ طوله 42 كم إلى مجموعة عملاقة من أجهزة استشعار Seismo-acoustic.

هذه ليست مستشعرات تقليدية ولكنها عيوب في الزجاج تظهر أثناء تصنيع الألياف الضوئية. توجد هذه العيوب في شبكة الألياف الضوئية. هذا بسبب عمليات التسخين وسحب الزجاج. نتيجة لهذه العيوب ، يتم إرسال جزء من الضوء مرة أخرى نحو جهاز الإرسال ، “قال أنتوني سلادين من مختبر Geoazur. وأضاف أن الموجة الزلزالية أو الصوتية إما تمد أو تقلص الألياف الضوئية ، وبالتالي تغير مسار الضوء بداخلها. قال سلادين: “من خلال قياس هذا التغيير ، يمكننا قياس كل من الموجات الزلزالية والصوتية”.

قام سلادين وفريقه بتحويل العيوب الموجودة في الشبكة الزجاجية إلى 6000 جهاز استشعار افتراضي يمكنها توفير بيانات عن الزلازل والضوضاء تحت الماء الناتجة عن السفن والأمواج في الوقت الفعلي.

تتكون الأجهزة الأخرى من مجموعة من hydrophones يمكنها اكتشاف وتسجيل أصوات الحيتان والدلافين بترددات مختلفة. ستساعد البيانات العلماء على فهم عدد المرات التي تكرر فيها هذه الحوتيات الموقع ، بالإضافة إلى سلوكها الصوتي.

المزيد قادم

أثناء تشغيل الأجهزة المذكورة أعلاه ، من المتوقع أن يتم تشغيل أجهزة المختبر الأخرى ، والتي تم تثبيتها بالفعل في قاع المحيط ، بحلول الصيف.

ومن أبرزها روبوت يسمى BathyBot ، طوره معهد البحر الأبيض المتوسط ​​لعلوم المحيطات ، والذي يمكنه التحرك في قاع المحيط بفضل مسارات كاتربيلر. تم تجهيز BathyBot بأجهزة استشعار لقياس درجة الحرارة والأكسجين وتركيزات ثاني أكسيد الكربون والسرعة الحالية والاتجاه ، بالإضافة إلى الملوحة وتركيز الجسيمات.

يتم التحكم فيه من الشاطئ وتوجيهه بواسطة كاميرا مدمجة ، وسيتمكن الروبوت أيضًا من تسلق شعاب مرجانية اصطناعية بارتفاع مترين وقياس خصائص المياه بعيدًا عن رواسب قاع المحيط.

من المتوقع أن تبدأ الأدوات الأخرى في العمل في نفس الإطار الزمني تقريبًا مثل مقياس طيف أشعة غاما لرصد مستويات النشاط الإشعاعي وكاميرا استريو أحادية الفوتون لقياس التلألؤ البيولوجي لكائنات أعماق البحار.

وفقًا لـ Coyle ، نظرًا لأن أعماق البحار غير مفهومة جيدًا ، “يمكن للمنشآت مثل LSPM تعزيز فهمنا للعديد من الظواهر المختلفة.”

“الشيء الرئيسي الذي يجب دراسته هو التأثير طويل المدى للاحترار العالمي. تشير ملاحظات LSPM بالفعل إلى ارتفاع في درجة حرارة البحر وانخفاض مستويات الأكسجين حتى في هذه الأعماق.

Dhananjay Khadilkar صحفي مركزه باريس.