Wiemy więcej o innych planetach niż o naszej własnej,
chcę wam dziś pokazać nowy typ robota,
stworzonego, aby pomógł nam lepiej zrozumieć naszą planetę.
Należy do kategorii
znanej w społeczności oceanograficznej jako bezzałogowy pojazd nawodny, USV.
Nie zużywa paliwa.
Napędzany jest siłą wiatru.
Mimo to może pływać po całym świecie miesiącami.
Chcę podzielić się z wami powodem jego budowy,
i co to dla was oznacza.
Kilka lat temu byłem na żaglówce płynącej przez Pacyfik
z San Francisco na Hawaje.
Poprzednie 10 lat spędziłem na ciągłej pracy,
rozwijając gry video dla setek milionów użytkowników.
Chciałem spojrzeć na wszystko z szerszej perspektywy,
zyskać trochę czasu na myślenie.
Byłem nawigatorem na pokładzie.
Pewnego wieczora, po długiej sesji analizowania danych pogodowych
i wykreślaniu naszego kursu,
poszedłem na pokład i zobaczyłem ten piękny zachód słońca.
Wówczas przyszła mi do głowy myśl:
Ile tak naprawdę wiemy o naszych ocenach?
Wokół mnie, jak okiem sięgnąć, rozpościerał się Pacyfik,
fale silnie kołysały statkiem,
jakby nieustannie przypominały o swojej niewyobrażalnej mocy.
Ile tak naprawdę wiemy o naszych oceanach?
Postanowiłem się dowiedzieć.
Szybko odkryłem, że nie wiemy zbyt wiele.
Pierwszym powodem jest bezmiar oceanów,
pokrywają 70% planety.
Mimo to wiemy, że napędzają złożone systemy planetarne,
jak pogoda w skali globalnej,
co ma wpływ na nas wszystkich na co dzień.
I czasami ten wpływ jest dramatyczny.
Mimo to, te działania są w większości dla nas niewidzialne.
Ilość danych oceanicznych jest znikoma według jakiegokolwiek standardów.
Na lądzie przyzwyczailiśmy się do dostępu do mnóstwa czujników,
w zasadzie milionów.
Ale na morzu obserwacja in situ jest rzadka i droga.
Dlaczego? Ponieważ zależy od niewielkiej liczby statków i boi.
Jak małej? Było to właściwie wielką niespodzianką.
Amerykańska Narodowa Służba Oceaniczna i Meteorologiczna,
znana lepiej jako NOAA,
ma tylko 16 statków,
a globalnie na pełnym morzu jest mniej niż 200 boi.
Łatwo jest zrozumieć, dlaczego:
oceany to bezlitosne miejsce
i aby zebrać dane bezpośrednio potrzebny jest duży statek,
zdolny do transportu ogromnej ilości paliwa
i licznej załogi,
każdy o wartości setek milionów dolarów
lub boi przymocowanych do dna oceanu 6,5 kilometrowym kablem
i obciążonych zestawem kół pociągowych,
co jest zarówno niebezpieczne w montażu, jak i kosztowne w utrzymaniu.
Co z satelitami, zapytacie?
Satelity są fantastyczne,
nauczyły nas wiele o całokształcie sytuacji
przez ostatnie kilka dziesięcioleci.
Jednak problem z satelitami
polega na tym, że widzą powierzchnię oceanu tylko do głębokości 1 mikrona.
Mają stosunkowo słabą przestrzenną i czasową rozdzielczość
i ich sygnał musi być korygowany, z powodu pokrywy chmur i lądu
oraz inne czynniki.
Co więc dzieje się w oceanach?
Co próbujemy mierzyć?
Jak przydatny może być robot?
Powiększmy małą kostkę oceanu.
Jedną z rzeczy, którą chcemy zrozumieć jest powierzchnia,
ponieważ jest ona
miejscem interakcji powietrze-morze.
To interfejs, przez który energia i gazy muszą przeniknąć.
Słońce emituje energię,
która jest absorbowana przez oceany jako ciepło,
a następnie częściowo uwalniana do atmosfery.
Gazy zawarte w powietrzu, jak CO2, rozpuszczają się w oceanach.
Około 30% ogólnej ilości CO2 ulega absorpcji.
Plankton i mikroorganizmy uwalniają tlen do atmosfery
w takich ilościach, że co drugi nasz oddech pochodzi z oceanu.
Część ciepła powoduje parowanie, w wyniku którego tworzą się chmury,
z których powstają opady.
Zmiany ciśnienia powodują powierzchniowy wiatr,
który przenosi wilgoć poprzez atmosferę.
Część ciepła przechodzi w głąb oceanu
i jest magazynowana w różnych warstwach.
Ocean działa jako pewnego rodzaju boiler o skali planetarnej,
magazynujący całą energię,
która później może być uwolniona w postaci gwałtownych wydarzeń jak huragany
lub długoterminowych zjawisk jak El Niño.
Warstwy te mogą ulec wymieszaniu wskutek pionowych prądów wstępujących
lub prądów poziomych, które są kluczowe w transporcie ciepła
z tropików do biegunów.
I oczywiście jest tu życie morskie,
zajmujące największy objętościowo ekosystem na planecie,
od mikroorganizmów, poprzez ryby, do ssaków morskich,
jak foki, delfiny i wieloryby.
Ale to wszystko jest dla nas, w większej części niewidoczne.
Trudność w badaniu zmiennych oceanicznych w skali
stanowi energia
niezbędna do umieszczenia czujników w głębi oceanu.
Próbowano już wielu rozwiązań:
od urządzeń uruchamianych falami
do dryfterów powierzchniowych,
do napędzanych słońcem napędów elektrycznych:
każdy z nich z innymi wadami.
Przełom w zespole nadszedł z mało prawdopodobnego źródła:
pościg za światowym rekordem szybkości lądowych, napędzanych wiatrem jachtów.
10 lat naukowych badań i doskonalenia zajęło wymyślenie nowej,
oryginalnej koncepcji skrzydła,
które zużywa tylko trzy waty mocy do kontroli,
a może napędzać pojazd wokół globu
z pozornie nieograniczoną swobodą.
Dostosowując koncepcję skrzydła do pojazdu morskiego,
zapoczątkowaliśmy oceanicznego drona.
Są większe niż wyglądają.
Wysokie na 4,5 metra, długie na 7 metrów, i są zanurzone na 2 metry głębokości.
To jakby nawodne satelity.
Są wyposażone w pełen zestaw naukowej klasy czujników,
mierzących wszystkie niezbędne zmienne,
zarówno oceanograficzne jak i atmosferyczne,
a łącze satelitarne na żywo transmituje te wysokiej rozdzielczości dane
z powrotem na brzeg w rzeczywistym czasie.
Nasz zespół ciężko pracował przez ostatnie kilka lat,
prowadząc misje w kilku najtrudniejszych warunkach oceanicznych
naszej planety,
od Arktyki do tropikalnego Pacyfiku.
Przepłynęliśmy długą drogę do polarnego lodowca szelfowego.
Wpływaliśmy w atlantyckie huragany.
Opłynęliśmy przylądek Horn
i lawirowaliśmy między platformami wiertniczymi Zatoki Meksykańskiej.
To naprawdę wytrzymały robot.
Pozwólcie, że podzielę się z wami ostatnią naszą pracą,
wykonaną wokół Wysp Pribyłowa.
Jest to mała grupa wysepek w środku zimnego Morza Beringa
pomiędzy Stanami a Rosją.
W morzu Beringa występuje mintaj,
który ma suche i białe mięso, którego możecie nie znać,
ale być może próbowaliście go, jeżeli lubicie paluszki rybne czy surimi.
Surimi wygląda jak mięso z kraba, ale w rzeczywistości to mintaj.
Połów mintaja stanowi największą część narodowych połowów,
zarówno pod względem wartości, jak i ilości:
około 1,4 miliona ton ryby odławia się każdego roku.
W ciągu paru ostatnich lat flota dronów oceanicznych
ciężko pracowała na Morzu Beringa,
mając za cel pomóc ocenić rozmiar zasobów mintaja.
To pomaga polepszyć system limitów stosowany do zarządzania rybołówstwem,
pomaga zapobiec wyginięciu zasobów rybnych
oraz chroni ten wrażliwy ekosystem.
Drony analizują łowiska wykorzystując akustykę,
czyli sonar.
Sonar przesyła falę dźwiękową w dół,
a następnie odbicie, echo fali dźwiękowej
od dna morskiego lub ławicy ryb,
daje nam wyobrażenie o tym, co się dzieje pod powierzchnią.
Drony oceaniczne w gruncie rzeczy są całkiem niezłe w tym monotonnym zadaniu,
tak więc siatkują Morze Beringa dzień po dniu.
Ponadto, Wyspy Pribyłowa są zamieszkałe przez liczną kolonię kotików zwyczajnych.
W roku 1950 kolonia liczyła około 2 milionów osobników.
Niestety, obecnie ich populacja szybko się zmniejsza.
Aktualnie pozostała połowa tej liczby,
i ich populacja nadal szybko spada.
Aby zrozumieć dlaczego,
nasz partner naukowy w Narodowym Laboratorium Ssaków Morskich
zainstalował czujnik GPS na kilku samicach fok,
przyklejając je do ich futra.
Czujnik mierzy pozycję i głębokość
i ma naprawdę wspaniałą małą kamerę,
która jest uruchamiana po wpływem nagłego przyśpieszenia.
Mamy tu film zrobiony przez artystycznie uzdolnioną fokę,
dający nam niespotykany wgląd w podwodne polowanie,
głęboko na Arktyce.
To ujęcie jej zdobyczy, mintaja,
na sekundy przed jego zjedzeniem.
Praca na Arktyce jest bardzo ciężka, nawet dla robota.
Muszą przetrwać burzę śnieżną w sierpniu
i zakłócenia od gapiów...
Ta mała nakrapiana foka cieszy się przejażdżką.
(Śmiech)
Czujniki fok zarejestrowały ponad 200 000 nurkowań w sezonie,
a przyglądając się bliżej,
widzimy drogi pojedynczych osobników i następujące po sobie nurkowania.
Jesteśmy na drodze do odczytania, co tak naprawdę się dzieje
na tym terenie żerowania
i jest to niesamowicie piękne.
Po nałożeniu danych akustycznych, zebranych przez drony,
ukazuje się obraz.
Kiedy foki opuszczają wyspy, płynąc z lewa na prawo,
obserwuje się, że nurkują stosunkowo płytko, na około 20 metrów,
gdzie dron identyfikuje populację małych, młodych mintajów
o niskiej wartości kalorycznej.
Następnie foki płyną dużo większy dystans i zaczynają nurkować głębiej,
do miejsca gdzie dron identyfikuje większego, bardziej dojrzałego mintaja,
który jest bardziej pożywny jako ryba.
Niestety, kalorie zużyte przez samice fok
na przepłynięcie dodatkowego dystansu
zostawiają je z niewystarczającą ilością energii do wykarmienia młodych na wyspie,
prowadząc do zmniejszania się populacji fok na wyspie.
Drony potwierdziły też, że temperatura wody wokół wyspy
znacznie się podwyższyła.
Może to być jedną z sił napędowych kierujących mintaja na północ,
rozpraszając go w poszukiwaniu chłodniejszych regionów.
Analiza danych trwa,
ale już można zobaczyć, że niektóre części układanki
tajemnicy kotika zwyczajnego
zaczynają pasować do siebie.
Patrząc na to z szerszej perspektywy,
jesteśmy również ssakami.
Oceany dostarczają do 20 kg ryb na osobę na rok.
Zubożając zasoby rybne, czego my ludzie możemy się nauczyć
z historii kotika zwyczajnego?
Poza rybami, oceany mają codzienny wpływ na ludzi.
Napędzają globalne systemy pogodowe,
które oddziałują na globalną produkcję rolniczą.
Mogą prowadzić do doszczętnej zagłady życia i mienia
w wyniku huraganów, upałów i powodzi.
Nasze oceany są prawie całkowicie niezbadane i niezmierzone,
i dziś w dalszym ciągu wiemy więcej o innych planetach niż o naszej.
Jeśli podzielimy ten ogromny ocean na kwadraty o wymiarach 6x6 stopnia,
każdy o długości 645 km,
uzyskamy 1000 takich kwadratów.
Tak więc po trochu, współpracując z partnerami,
rozmieszczamy po jednym dronie, w każdej z tych kratek,
z nadzieją, że pokrycie całej planety
da nam lepszy wgląd w systemy planetarne,
które wpływają na ludzkość.
Wykorzystujemy roboty do badania odległych światów Układu Słonecznego
już od jakiegoś czasu.
Nadszedł czas, aby zmierzyć naszą planetę,
ponieważ nie możemy naprawić tego, czego nie możemy zmierzyć
i nie możemy przygotować się na to, czego nie wiemy.
Dziękuję.
(Brawa)