علماء سجل مع الروبوتات القيادة الذاتية

أرسلت بواسطة ميشيل هوارد • 23 رجب 1439

في جهد مشترك بين شركة Simons Collaboration المعنية بعمليات المحيطات والبيئة (SCOPE) ومعهد مونتيري لأبحاث الأحياء المائية (MBARI) ومعهد شميت أوشن (SOI) ، أكملت العديد من المركبات تحت الماء المستقلة طويلة المدى (LRAUVs) بنجاح أول رحلة في المحيط المفتوح ، والحصول على بيانات حول عمود الماء حتى عمق 250 مترًا ، بينما يتم جمع عينات من مياه البحر وأرشفتها بشكل مستقل لالتقاط ديناميات المجتمع الميكروبي في المناطق الداخلية للمحيطات.

منذ العاشر من مارس عام 2018 ، قام فريق البحث في سفينة Falkor بنشر هذه الروبوتات الجديدة المبرمجة مع العديد من أهداف المهمة المختلفة ، لتوفير رؤية عالية الدقة لم يسبق لها مثيل لميكروبات المحيط المفتوحة.

وقد سمح نشر العديد من المركبات في وقت واحد لفريق البحث باستمرار بتجربة أقصى حد للكلوروفيل العميق بيولوجيًا في نطاق الدوامة المتحركة ، مما وضع سجلًا جديدًا للمدة في هذا النوع من المهمات. إن الدوامات المفتوحة المحيطات عبارة عن كتل دائرية من المياه تتحرك ببطء عبر المحيط الهادئ ، ويمكن أن يكون لها تأثيرات كبيرة على ميكروبات المحيطات.

تم نشر فيروس AUV لأول مرة في مياه هاواي ، وبقي في بيانات جمع المياه لمدة 100 ساعة قبل الشفاء. التوقيت مهم لأنه يسمح لفريق العلوم بتخطيط بنية الدوامة ثلاثية الأبعاد أثناء أخذ العينات على مدار عدة دورات يومية. هذه العينة الزمنية هي المفتاح ، لأنه مثل الناس ، يعتقد أن العوالق الميكروبية تزامن أنشطتها في دورات يومية متكررة. يمكن ل LUUUVs في وقت واحد أن يقوم بتخطيط وعرض عينات لخصائص علم المحيطات في الفضاء المكاني والزماني أكبر بكثير مما كان ممكنًا باستخدام منصات أخرى.

كان من الصعب دراسة الدود بسبب تقلبها الطبيعي ، مما يعني أن تأثيرها على بيولوجيا المحيطات ، وتحديدًا المجتمعات الميكروبية الموجودة داخلها ، غير مفهومة بشكل جيد. ركزت هذه الرحلة على الدوامة الإعصارية ، بالتناوب في عكس اتجاه عقارب الساعة ، مما يؤدي إلى رفع عمود الماء الذي يجلب العناصر الغذائية والكائنات الحية من أعماق أكبر أقرب إلى السطح ، وأشعة الشمس. ويعتقد أن هذا يعزز الإنتاجية الأولية للنشاط النباتي في المجتمعات الميكروبية التي تعيش عادة في المياه الأعمق والأغمق.

الباحثون الرئيسيون في البعثة يدرس كل من إدوارد ديلونغ وديفيد كارل ، أساتذة علم المحيطات في كلية علوم المحيطات والعلوم الأرضية (UM) بجامعة UH Mānoa ، هذه الميكروبات منذ عقود. وقال ديلونج: "ستعمل هذه الطائرات الجديدة تحت الماء على توسيع نطاق وصولنا إلى دراسة المناطق النائية ، والسماح لنا بتجربة ومناقشة الأحداث والميزات الأوقيانوغرافية ، حتى عندما لا تكون السفن متاحة". "إن النظر إلى يوم في حياة جميع هذه الميكروبات في المحيطات وتتبعها بشكل مستقل لمعرفة ما يحدث على أساس يومي أمر لم يكن ممكناً من قبل".

الدودات كبيرة (قطرها حوالي 100 كم) لذا فإن استخدام الأدوات المستقلة مثل LRAUVs ​​، يسهّل إلى حد كبير دراسات تقلباتها على المقاييس المكانية والزمانية ذات الصلة. سوف يساعد شهر Falkor الطويل ، في التثقيب الأرضي على المياه أيضًا في التحقق من صحة الملاحظات النائية للهياكل الدوامة والتطور المستمد من بيانات الأقمار الصناعية وإبلاغها. بالإضافة إلى ذلك ، ستقدم التجارب التي أجراها علماء شركة SCOPE على متن السفينة Falkor والبحر معلومات جديدة حول كيفية تأثير السمات المادية الدائرية على العمليات البيولوجية وإنتاجية المحيطات بمرور الوقت. يتوقع العلماء الرئيسيون أن يستمدوا رؤى فريدة حول مدة واستقرار وتأثير الدوامات على الأنظمة الإيكولوجية للمحيطات ؛ وسيعمل على تحسين النماذج البيوجيوكيميائية الحالية للمحيطات التي تعتبر بالغة الأهمية لفهم صحة محيطات العالم الحالية والمستقبلية. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم تحليل العينات التي تم جمعها من LRAUV والتي تحتوي على DNA الجيني ، على الشاطئ مع الدراسات الجينومية التي تهدف إلى فهم الوظيفة والنشاط والحساسيات البيئية للمجموعات الميكروبية التي تشكل أساس الشبكة الغذائية للمحيطات.