Kaip vėjo jėga varomi dronai keičia mūsų supratimą apie vandenynus

Mūsų Žemės vandenynai yra neištyrinėti ir neišmėginti – dabar mes žinome daugiau apie kitas planetas nei apie savąją. Kaip galėtume geriau suprasti šią didelę ir ypatingai svarbią ekosistemą? Tyrinėtojas Sebastien de Halleux pasakoja kaip nauja vėjo ir saulės jėga varoma dronų flotilė renką beprecedenčio tikslumo informaciją atviroje jūroje. Šie dronai atskleidžia globalius klimato pokyčius ir neša žinias apie besikeičiančius žuvų išteklius ir jų gerovę. Sužinok daugiau kaip geresnis gaudymasis vandenynuose gali padėti gyvenimui sausumoje.

Mes žinome daugiau apie kitas planetas,
nei apie savo Žemę,

ir šiandien aš noriu jums parodyti
naujo tipo robotą,

kuris buvo specialiai sukurtas, kad padėtų
mums pažinti savo planetą.

Jis priklauso katergorijai, kurią

okeanografai vadina nepilotuojamos
jūrų transporto priemonės (angl. USV).

Ir šiam robotui nereikia kuro.

Vietoje to, robotas yra varomas
vėjo jėga.

Tačiau nepaisant to, jis gali mėnesiais
plaukioti aplink pasaulį.

Noriu jums papasakoti kodėl mes nusprendėm
jį sukonstruoti

ir kodėl tai jums gali rūpėti.

Prieš keletą metų man teko keliauti
Ramiuoju vandenynu burinėje valtyje

iš San Francisko į Havajus.

Aš buvau ką tik praleidęs 10 metų
be perstojo dirbdamas,

kurdamas videožaidimus šimtams
milijonų vartotojų,

norėjau trumpam sustoti ir pažvelgti į
bendrą vaizdą

taip pat leisti
sau ramiai viską apgalvoti.

Aš buvau laivo navigatorius,

ir vieną vakarą po ypač
ilgos orų analizės

ir kurso krypties planavimo,

užlipau and denio ir pamačiau
yapč nuostabų saulėlydį.

Man iškilo klausimas:

kiek iš tikrųjų mes žinome apie savo
planetos vandenynus?

Aplink mane kur bepažiūrėsi tęsėsi
Ramusis vandenynas

o bangos valingai siūbavo mūsų laivą,

kaip pastovus priminimas apie
neapsakytą vandenyno galybę.

Kiek iš tikrųjų mes žinome apie
savo planetos vandenynus?

Nusprendžiau sužinoti.

Ir labai greitai supratau, kad iš tikrųjų
mes labai daug nežinome.

Pirmiausia mums kiša koją milžiniškas
vandenynų dydis;

vanduo dengia 70% mūsų planetos

ir mes žinome, kad jie yra painių
planetos sistemų kaip pasaulio orai

varomoji jėga,

ir tai veikia mūsų kasdienybę

kartais labai dramatiškai.

Tačiau, ta vandenyno veikla
mums yra beveik nematoma.

Kaip bepažiūrėtume,
duomenų apie vandenynus stokojame.

Sausumoje, aš buvau pripratęs naudotis
daugybe jutiklių,

iš tiesų, milijardais jutiklių.

Bet jūroje gauti in situ duomenis yra
reta ir brangu.

Kodėl? Nes duomenų rinkimui pagrinde
yra naudojami laivai ir bujos.

Jų skaičius mane nemaloniai nustebino.

Mūsų Nacionalinė Okeanijos ir Atmosferos
Administracija,

trumpinamama NOAA,

turi tik 16 laivų,

o bujų atviroje jūroje pasauliniu mastu
yra tik 200.

Lengva suprasti kodėl:

vandenynas yra nedovanojanti vieta,

kad surinktume in situ informaciją
reikalingas didelis laivas,

galintis transportuoti didelį kiekį kuro

ir su didele įgula,

kurių kiekvienas
kainuoja milijonus dolerių.

Arba gali naudoti didelius bujus, jūros
dugne pritvirtintus 6,5 km ilgio lynu,

ir nusvertus naudojantis
pora traukinio ratų,

visa tai yra sudėtinga dislokuoti
ir brangu eksplotuoti.

O kaip palydovai žemės orbitoje?

Na taip, palydovai yra nuostabūs,

ir jie suteikė mums daug žinių apie
bendra vaizdą

per praėjusius keletą dešimtemčių.

Tačiau naudojantis palydovais
iškyla keletas problemų:

jie mato tik vieną mikroną
pačiame vandenyno paviršiuje.

Satelitų skiriamoji jėga yra prasta
erdvėje ir laike,

ir ateinančius signalus reikia nuolat
koreguoti dėl debesų, sausumos efektų,

ir kitokių faktorių.

Taigi, kas vyksta vandenynuose?

Ir ką mes ten bandome matuoti?

Ir kuo čia naudingi robotai?

Pažiūrėkime iš arti
į mažą vandenyno kubelį.

Vienas iš esminių dalykų, kuriuos
mes norime suprasti yra paviršius,

nes gerai pagalvojus paviršius tai yra

kur jūra ir oras sąveikauja tarpusavyje.

Tai yra ta sandūra, kuria juda
energija ir dujos.

Mūsų Saulė spinduliuoja energiją,

kurią šilumos pavidalu sugeria vandenynai,

o tada palaipsniui
išleidžia ją į atmosferą.

Mūs atmosferos dujos, pavyzdžiui anglies
dvideginis, ištirpsta vandenynuose.

Iš tiesų, maždaug 30% viso
anglies dvideginio yra sugeriama.

Planktonas ir įvairūs mikroorganizmai
išleidžia deguonį į atmosferą,

tas kiekis toks didelis, kad kas antras
mūsų įkvėpimas yra kilęs iš vandenyno.

Dalis sugertos šilumos sukelia vandens
garavimą, o tai formuoja debesis.

Galų gale tai pavirsta krituliais.

Oro slėgio skirtumai, suformuoja
vėjus,

kurie cirkuliuodami po atmosferą kartu
nešioja drėgmę,

Dalis sugertos šilumos nusklinda iki pat
vandenyno gilumos

ir yra išsaugoma
skirtinguose sluoksniuose,

Čia vandenynas veikia kaip
planetos dydžio boileris,

sulaikydamas atsklidusią energiją,

kuri vėliau gali būti išleista
trumpalaikiais fenomenais kaip uraganai

arba ilgalaikiais kaip El Ninjo.

Jūrų sluoksnius gali sumaišyti vertikalios
apvelingo srovės,

arba horizontalios srovės, kurios yra ypač
svarbios pernešant karštą orą

iš tropinių regionų į planetos ašigalius.

Ir žinoma privalome paminėti
jūrinę gyvūniją,

mūsų planetoje tai yra
didžiausios apimties ekosistema,

tai mikroorganizmai, žuvys
ir jūriniai žinduoliai

pavyzdžiui ruoniai, delfinai ir banginiai.

Tačiau visi šie gyviai
mums yra beveik nematomi.

Didžiausias iššūkis norint suprasti šiuos
vandenyno kintamuosius

yra energija.

Energija, kuri reikalinga jutiklių dislo-
kavimui po vandenyno gelmes.

Žinoma, daugybė įvairių idėjų
jau buvo išbandyta:

bangomis stimuliuojami įrenginiai

ir pasroviui plaukiantys

ir saulės energija varomi
elektriniai įrenginiai;

kiekvienas su savo bėdomis.

Mūsų komandos proveržis atėjo
iš labai netikėto šaltinio –

siekiant pasaulio greičio rekordo
plaukiant vėjo varoma jachta.

Užtrukome 10 metų
tyrinėjimams ir bandymams,

kad sukurtume
naujovišką sparno koncepciją,

kuriam kontroliuoti
sunaudojame tik 3 vatus energijos,

bet jos užtenka mūsų transporto priemonei
judėti po visą pasaulį

su tarsi neribota autonomija.

Pritaikydami šią sparno konstrukciją
jūrinei transporto priemonei,

mes pagimdėme jūros drono idėją.

Iš tiesų jie yra didesni nei atrodo.

Maždaug 4,5 m aukščio,
7 m ilgio ir 2 m gylio.

Įsivaizduokite juos kaip
paviršiaus palydovus.

Kiekvienas jų turi mokslinio
lygmens jutiklių komplektą,

kuriuo matuojami įvairiausi kintamieji

okeanografiniai ir atmosferiniai.

Tiesoginė palydovinė sąsaja, įgalina
aukštos kokybės duomenų perdavimą iš jūros

atgal į krantą realiuoju laiku.

Per paskutinius keletą metų mūsų komanda
labai stipriai dirbo

atlikdami užduotis atšiauriausiuose
mūsų planetos

vandenynų kampeliuose

nuo Arkties iki pat
tropinio Ramiojo vandenyno

Mes plaukėme prie pat poliarinių ledynų.

Mes plaukėme į Atlante
siaučiančius uraganus.

Mes apsukome aplink Horno Ragą,

ir vingiavome tarp naftos bokštų
Meksikos įlankoje,

Tai vienas ištvermingiausių robotų.

Leiskite su jumis pasidalinti naujausias
mūsų atradimais

iš Pribilof salų.

Tai nedidelė salų grupė toli šaltoje
Beringo jūroje

tarp Jungtinių Valstijų ir Rusijos.

Beringo jūroje gyvena
aliaskinė rudagalvė menkė,

tai yra baltamėsė žuvis, bet
net jei jos neatpažįstate,

greičiausiai esate jos ragavę, jei kada
esate valge žuvų pirštelių ar surimio.

Taip, surimis atrodo kaip krabų mėsa, bet
iš tikrųjų tai aliaskinė menkė.

Šių menkių žūklė yra
didžiausia šalyje

kalbant apie jos vertę ir dydį –

maždaug 14 milijardų kg šios žuvies
yra sugaunama kiekvienais metais.

Taigi per keletą pastarųjų metų flotilė
vandenyno dronų

leido laiką Beringo jūroje,

kad galėtume įvertinti aliaskinių
rudagalvių menkių populiaciją.

Ši informacija padeda nustatyti
teisingas žuvininkystės kvotas,

kurios neleistų žlugti
šios žuvies atsargoms,

ir padėtų apsaugoti šią trapią
ekosistemą.

Žvejybos plotus dronai žvalgo
naudojantis akustika –

sonaru.

Sonaras nusiunčia garso bangą žemyn,

tada sugrįžtantis atspindys
(garso bangos atgarsis)

nuo jūros dugno, ar žuvų būrio,

leidžia susidaryti vaizdą
apie tai kas vyksta po vandeniu.

Mūsų vandenyno dronai yra labai
tinkami šiai pasikartojančiai užduočiai,

todėl jie diena iš dienos analizuoja
kiekvieną Beringo jūros kvadratėlį.

Pribilof salose gyvena
gana didelė kotikų kolonija.

1950-aisiais toje kolonijoje gyveno apie
2 milijonai individų.

Deja šiandien jų populiacija
yra žymiai sumažėjusi.

Kotikų yra likę mažiau nei 50 procentų.

ir jų populiacija toliau sparčiai mažėja.

Kad suprastume kodėl tai vyksta,

mūsų moksliniai partneriai iš
Nacionalinės Jūrų Žinduolių Laboratorijos,

prie keleto kotikų motinų kailių

priklijavo GPS etiketes.

Tokia etiketė matuoja vietą ir gylį,

prie jos yra ir maža kamerytė,

kuri pradeda įrašinėti po
staigios akseleracijos.

Štai filmas, kurį sukūrė vienas labai
meniškas kotikas.

Tai beprecedentis žvilgsnis į povandeninę
medžioklę

giliai arktyje,

o šiame kadre kotiko grobis - menkė,

kelios sekundės prieš praryjant.

Dirbti arktyje yra labai sunku,
net ir robotams.

Dronai turėjo išgyventi Rugpjūčio pūgą,

pašalinių kišimąsi,

dėmėtojo ruonio jauniklis
mėgaujasi pasivažinėjimu.

(Juokas)

Vieno sezono metu, GPS etiketės
užfiksavo 200 000 nėrimų,

ir pažiūrėjus iš arčiau

mes galime sekti individualius kotikus,
ir jų pasikartojančius nardymus.

Mes palaipsniui aiškinamės kas
iš tikrųjų vyksta

ieškant maisto tose vietovėse,

ir tai visai gražus procesas

Sujungiant visą dronų
surinktą akustinę medžiagą

galima susidaryti gana gerą bendrą vaizdą.

Palikę salą kotikai
plaukioja kairėn ir dešinėn,

matome, kad jie paneria gana negiliai,
maždaug į 20 metrų gylį,

ten, kur drono duomenimis, yra daug mažų
aliaskinių rudagalvių menkių jauniklių.

turinčių žemą kalorijų kiekį.

Tada kotikai plaukia daug didesnius
atstumus, ir pradeda nerti giliau,

kur drono duomenimis, yra daugiau didesnių
suaugusių menkių,

kurios yra daug maistingesnės.

Deja, plaukdamos tokį didelį atstumą
kotikų motinos išnaudoja

labai daug kalorijų,

todėl joms nebelieka energijos
jaunikliams išmaitinti,

kas nulemia populiacijos smukimą.

Naudodamiesi dronais mes taip pat pastebė-
jome, kad aplink salą rimtai kyla

vandens temperatūra.

Turbūt tai vienas iš faktorių verčiančių
menkių populiacijos judėjimą šiaurėn,

kur temperatūra yra žemesnė.

Mūsų tyrimai tęsiasi,

bet jau dabar aiškėja svarbios detalės

iš paslaptingo

kotikų gyvenimo.

Tačiau truputį apsižvalgius, juk

mes taip pat esame žinduoliai.

Vendenynai kiekvieną žmogų aprūpina
20-čia kilgoramų žuvies per metus.

Mums beeikvojant savo žuvų atsargas,
ko žmonės galėtų pasimokyti

iš kotikų istorijos?

Vandenynai mūsų kasdienybę paveikia
ir nepaisant žuvies,

globaliai paveikdami klimato sistemas,

kurios lemia visuotinę žemės ūkio
produkciją.

Taip pat jie gali suniokoti nuosavybę ir
pareikalauti žmonių gyvybių

per uraganus, kaitras,
sausras ar potvynius.

Planetos vandenynai yra faktiškai
neištirti, ir šiandien

mes vis dar žinome daugiau apie kitas
planetas nei apie savąją.

Padalinus mūsų neaprėpiamus vandenynys,
į 6 laipsnių kvadratus

kiekvienas iš jų maždaug
600 kilometrų ilgio,

gautume maždaug tūkstantį
tokių kvadratėlių.

Taigi po truputį, bendradarbiaudami
su partneriais

mes dislokuojame jūros dronus
į kiekvieną iš tų kvadratėlių,

tikėdamiesi, kad aprėpę visą planetą

mes įžvelgsime svarbias
planetos lygio sistemas,

kurios veikia visą žmoniją.

Mes jau ilgą laiką naudojamės robotais
tyrinėdami tolimus pasaulius

mūsų saulės sistemoje.

Atėjo laikas išmatuoti ir įvertinti
savo planetą,

nes mes negalime sutaisyti,
ko negalime pamatuoti;

ir negalime pasiruošti tam,
apie ką nežinome.

Ačiū jums.

(Plojimai)