Какие биологические и химические процессы происходят в глубоководных траншеях, пока неизвестно. Исследовательский проект "Hades-ERC" призван дать новое представление об этих океанских пропастях. Так называемая адская зона начинается на 6000 м ниже поверхности воды и простирается до морского дна. Его самая низкая точка находится в Марианской впадине в западной части Тихого океана, примерно на 11 км ниже уровня моря. Атмосферное давление, которое увеличивается на один бар на 10 м глубины под водой, составляет соответственно от 600 до 1070 бар в самой низкой точке.
Картинная галерея
«На самом деле существует простое базовое правило в морской биологии», - говорит профессор Ронни Глуд из Университета Южной Дании в Оденсе. «Чем глубже вы опускаетесь, тем меньше живых существ вы встречаете». Потому что с увеличением глубины воды не только увеличивается давление, но также уменьшается количество солнечного света и пищи, которая падает сверху, например, фитопланктон. Поэтому в адальной зоне можно ожидать небольшую биологическую активность.
Но гравитация повсюду, и часть биомассы на поверхности неизбежно будет погружаться все дальше и дальше к дну океана. Эта масса, также называемая морским снегом, собирается там и служит пищей. Таким образом, биологическая активность нарушает эту тенденцию и снова возрастает, как выяснил профессор Глуд в 2013 году. Поэтому он предполагает, что траншеи оказывают непропорционально большое влияние на баланс азота и углерода в океанах. Хотя они составляют только около 2% поверхности океана, они могут оказать непропорциональное влияние на баланс CO 2 и климатические явления.
Чтобы ответить на вопрос о влиянии океанических траншей на климат Земли, его факультет Оденсе вместе с морскими биологами из Университета Копенгагена и морскими научными институтами из Германии, Японии и Шотландии изучает микробы хадал в рамках проекта Hades ERC. Исследователи сталкиваются с двумя основными трудностями.
Дайвинг роботы исследуют глубину
В принципе, пилотируемые погружения на глубину нескольких километров возможны и уже выполнены, но они сложны, дороги и опасны. Вместо этого используется автономный робот, который отбирает пробы почвенного осадка и выводит их на поверхность для анализа. Однако без дальнейших мер предосторожности собранные микробы, адаптированные к высокому давлению, взорвутся по мере их роста из-за падения давления, и, таким образом, образцы отложений будут бесполезными.
Робот должен не только выдерживать высокое давление на глубине, но и надежно работать в любом диапазоне давления от поверхности до морского дна. После практических испытаний команда решила использовать только один, особенно надежный, компактный и в то же время мощный тип двигателя от Faulhaber с подходящим энкодером и планетарной передачей.
Есть два способа, которыми небольшой двигатель постоянного тока может выполнять свою функцию в этих условиях. Одним из решений является размещение двигателя и других чувствительных к давлению компонентов в герметичном корпусе. Но некоторые компоненты, такие как двигатель и трансмиссия, могут выполнять свою работу только в контакте с исследуемой средой. Вот почему здесь используется другое решение: оно использует тот факт, что сила, действующая на компоненты, определяется не самим общим давлением, а разницей давления между внутренними частями компонентов и внешним давлением окружающей среды. Поэтому двигатель и трансмиссия находятся в другом цилиндре, который заполнен инертной жидкостью, которая, в отличие от соленой воды, не ограничивает его функции. Этот цилиндр может адаптировать внутреннее давление к давлению окружающей среды с помощью гибкой мембраны. Выравнивание давления означает, что высокое давление преобладает как внутри, так и снаружи. В общем, на компоненты нет сил.
Испытание роботов на морском дне
Глубокое море: гидравлический робот в тесте на выносливость
С этими высоконадежными и устойчивыми к давлению приводами робот Hades ERC готов исследовать бездну океана. Проект рассчитан на пять лет, а первые погружения в трех тихоокеанских окопах - в окопах Японии, Атакамы и Кермандека - начнутся осенью 2018 года. (Уд)