Japón está a la vanguardia de todos los países en exploración oceánica. Por ejemplo, el detector de aguas profundas no tripulado "Trench" se sumergió una vez en la Fosa de las Marianas más profunda del mundo en 1995, con una profundidad de inmersión de 10.911 metros. Desafortunadamente, la "trinchera" finalmente desapareció frente a las costas de Japón.
La historia de vida del "Trench"
En 1986, el Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón comenzó a desarrollar el submarino no tripulado "Sea Dog". En 1990, se completó el diseño. y comenzó la fabricación. La "trinchera" mide 3 metros de largo, pesa 5,6 toneladas y cuesta 150.000 dólares. Es un robot submarino controlado por cable equipado con cámaras sofisticadas, un sonar y un par de manipuladores para recolectar muestras del fondo marino. Es el único detector del mundo que se sumerge a una profundidad de 7.000 metros.
El 29 de mayo de 2003, científicos japoneses utilizaron la "trinchera" para realizar estudios del fondo marino a unos 130 kilómetros al sureste de la prefectura de Kochi, Japón. En ese momento, la profundidad de inmersión de la "Trinchera" era de 4.673 metros. Como el tifón número 4 de ese año había comenzado a acercarse a esta zona marítima, los operadores finalizaron la investigación antes de lo previsto a las 13:29 de ese día. Sin embargo, cuando se recuperó el "Trench", el personal descubrió que, por alguna razón, el "Trench" no podía regresar a la plataforma de lanzamiento de la nave nodriza. Un minuto más tarde, la comunicación por cable óptico y el suministro eléctrico de hasta 3.000 voltios entre el barco de control de superficie y la "trinchera" se interrumpieron repentinamente, y el barco de control tuvo que tomar medidas de emergencia.
A las 16:17 de ese día, el cabrestante que controlaba el barco sólo recuperó el tubo de lanzamiento del barco nodriza "Sea Dog", pero se desconocía el paradero del "Sea Dog" debido a un cable roto. . Sorprendido, el operador utilizó el detector de azimut para enviar señales a la "trinchera" tres veces seguidas, pero el barco de control no recibió ninguna señal de la "trinchera".
El transmisor de radio del "Trench" puede funcionar continuamente durante 240 horas, pero el alcance de transmisión del transmisor de radio es de sólo unos 4 kilómetros. En ese momento, debido a que el tifón se acercaba al mar, el operador del barco de control especuló que la "trinchera" no respondió, posiblemente porque fue impactada por las olas y la distancia desde el barco de control era de más de 4 kilómetros.
Después de eso, el Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón decidió encontrar la "trinchera" y llevó a cabo una búsqueda que duró un mes, pero no encontró nada. No fue hasta el 30 de junio de ese año que Japón anunció al mundo exterior la desaparición de la "Trinchera". Después de una reunión el 4 de julio de ese año, el Centro de Ciencia y Tecnología Marinas de Japón creyó que era imposible encontrar la "trinchera" desaparecida hace mucho tiempo en una gran área del océano incluso con sonar, por lo que anunció la final de la búsqueda.
La desaparición de la "trinchera" entristece a muchos científicos. Para la investigación científica japonesa en aguas profundas, esta pérdida es inconmensurable. Algunos científicos incluso han comparado la "trinchera" con la "Columbia" de la industria aeroespacial. Creen que el detector de 50 millones de dólares es único y su desaparición es una enorme pérdida para la investigación científica.
Ve a ver las profundidades del mar
El mar está llamando a la humanidad con su encanto único. La desaparición de la "trinchera" no puede detener la exploración humana de las profundidades marinas, del mismo modo que el accidente del "Columbia" no puede detener la industria aeroespacial de la humanidad.
La humanidad se enfrenta hoy a tres grandes problemas: población, recursos y medio ambiente. Con el rápido desarrollo de la economía nacional y el continuo aumento de la población mundial, los humanos consumen cada vez más recursos naturales y los recursos de la tierra disminuyen día a día. Para sobrevivir y desarrollarse, la gente debe encontrar nuevas fuentes de materiales, y el océano debería ser la primera opción. Por lo tanto, algunos científicos creen que los beneficios de las profundidades marinas para la humanidad son mucho más asequibles que los costosos programas espaciales.
Además, el descubrimiento de nuevas especies de criaturas de las profundidades marinas es de gran importancia para explorar el origen de la vida.
Problemas técnicos en la exploración de aguas profundas
A corto plazo, no es realista que los humanos se sumerjan en las profundidades del mar en sumergibles. Porque en el océano, cada vez que te sumerges 100 metros, la presión aumentará 10 atmósferas. A 1.000 metros de profundidad, en el fondo marino, una placa de acero de unos pocos milímetros de espesor es tan frágil como una cáscara de huevo en la atmósfera. Para superar estos obstáculos, la mayoría de los científicos que trabajan en la exploración de aguas profundas han pasado de sumergibles tripulados a sumergibles robóticos.
Hoy en día, las sondas de buceo con cuerda conocidas como "ROV" y los pequeños sumergibles operados por batería (AUV) controlados por computadora pueden operarse desde cualquier embarcación adecuada. Además, son relativamente baratos y no suponen ningún peligro para la persona que los utiliza.
Otra posible solución es desarrollar un casco que pueda reemplazar la presión más profunda del océano. La Marina de los EE. UU. ha probado con éxito el uso de nuevos materiales cerámicos para crear cascos flotantes para buceo profundo con la seguridad y confiabilidad que las personas necesitan para navegar en ellos. En la actualidad se han descifrado los datos de este material cerámico, lo que inevitablemente favorecerá su desarrollo comercial.
El material de flotabilidad del sumergible no solo debe soportar mucha presión, sino que también tiene una permeabilidad al agua extremadamente baja para garantizar que su densidad se mantenga sin cambios, de lo contrario el robot se hundiría en el fondo del mar. . En entornos de alta presión, las estructuras y tecnologías de sellado dinámico resistentes a la alta presión del agua también son una tecnología clave para los robots submarinos. Cualquier equipo eléctrico sellado, cables de conexión y enchufes del robot no deben tener fugas, de lo contrario causará daños a todo el componente o incluso a todo el sistema de control electrónico.
Debido a que las ondas de radio se atenúan demasiado rápido en el agua, las comunicaciones por radio, la navegación por radio y los sistemas de posicionamiento por radio no se pueden utilizar en el agua. La comunicación entre la Trinchera y la nave de control se realiza mediante cables de fibra óptica. La señal del barco de control y la señal de imagen en tiempo real capturada por la cámara de "trinchera" se pueden transmitir a través de cables ópticos, y el operador puede observar la imagen en el monitor y operar la "trinchera" en el barco de control.
Si estos problemas técnicos se pueden resolver por completo, la última "tierra virgen" subdesarrollada en el fondo marino estará bien desarrollada y utilizada. Para entonces, también se espera que se resuelvan algunos problemas sociales que enfrenta la humanidad. Esperamos con ansias este día. (risas)
Explorando los misterios de la vida desde el océano
Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Qu Japón
El océano es considerado el último territorio inexplorado de la Tierra. No sólo puede proporcionar a los humanos una energía inagotable, sino que también proporciona una excelente ventana para que los humanos exploren los misterios de la vida. El Centro Japonés de Ciencia y Tecnología Marinas ubicado en la costa de Yokosuka, Japón, es la institución más grande dedicada a esta actividad de investigación científica.
Desde desarrollar recursos hasta aprender más sobre nuestro planeta.
El Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón se estableció en 1971 y ha experimentado tres etapas de desarrollo en los últimos 30 años. Japón estableció esta institución de investigación científica a principios de la década de 1970 con el propósito de desarrollar los recursos marinos de la plataforma continental. A través de la implementación del "Plan Oceánico", se ha desarrollado tecnología que puede operar en condiciones duras como alta presión de agua, oscuridad y bajas temperaturas a una profundidad de 300 metros, así como tecnología y sistemas de buceo. En los años 80, para realizar investigaciones sobre las profundidades marinas y los microorganismos marinos, desarrolló el buque de investigación tripulado "Deep Sea 2000", el buque experimental "Ocean" y el sumergible no tripulado de 3.000 metros "Dolphin 3K". Desde la década de 1990, se han llevado a cabo investigaciones y estudios oceanográficos exhaustivos en todo el mundo, y el buque de investigación de buceo Shenhai 6500 de 6.500 m, el buque de investigación de aguas profundas Hailing, la trinchera submarina no tripulada de 10.000 metros, el buque de investigación oceánica y terrestre Future y Se ha construido el crucero de aguas profundas. La última herramienta desarrollada es un sumergible autónomo no tripulado operado de forma remota.
En 65438-0998, el Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón formuló un nuevo "Plan a largo plazo para el desarrollo de los océanos", proponiendo el objetivo de "comprender mejor la Tierra" y se fijó el objetivo de revelar la Mecanismos de cambio del océano y el clima. Cinco áreas de investigación incluyen la investigación de la dinámica de los fondos marinos, la exploración de ecosistemas marinos, el análisis de sistemas terrestres y el estudio de nuevas tecnologías para el desarrollo de los océanos. Se señaló que uno de los objetivos importantes de la investigación en el siglo XXI es "explorar el origen de la vida en la Tierra". Con este fin, el Centro de Ciencia y Tecnología Marinas también ha puesto en marcha dos proyectos de investigación: "Entorno ecológico de aguas profundas" y "Plan de perforación de tierras en aguas profundas".
Exploración de la biosfera subterránea
En 1977, el buque de investigación de buceo estadounidense Albin descubrió por primera vez agua caliente (con una temperatura de hasta 90 °C) en el fondo marino a una profundidad de 2.500 metros cerca de la isla Galápagos en el Océano Pacífico) Existe un "bioma de espiráculo de agua caliente" alrededor de los espiráculos. Aprovechando esta oportunidad, en 1984, el Centro de Ciencia y Tecnología Marinas de Japón utilizó "Deep Sea 2000" para descubrir una comunidad biológica de respiraderos de agua caliente a una profundidad de 1.200 m en la playa de Sagami, no lejos de Tokio, que incluía crustáceos, caracoles , crustáceos, Insectos del hábitat formado por poliquetos y anémonas de mar. Según las investigaciones, estos animales no dependen de la fotosíntesis, sino que utilizan compuestos reductores de bajo peso molecular como el sulfuro de hidrógeno y el metano expulsados del interior de la tierra como fuentes de energía primaria, y dependen de una red trófica compuesta de bacterias sintetizadas químicamente como bacterias sulfatadas y bacterias metanizantes para proporcionar energía.
No sólo eso, sino que también se han descubierto "biomas de zonas de chorros de agua fría" en el Mar de Sagami, la Fosa de Japón y la Fosa de Nankai, cerca del archipiélago japonés. También son comunidades de organismos nacidos mediante síntesis química. Hasta ahora, se han descubierto 18 comunidades de zonas de chorros de agua fría y 13 comunidades de respiraderos de agua caliente en el fondo marino alrededor del archipiélago japonés.
Desde el descubrimiento de la biota de respiraderos hidrotermales en el fondo marino, científicos de todo el mundo han estado compitiendo para encontrar criaturas de aguas profundas en los océanos Pacífico, Índico y Atlántico. Los resultados muestran que la mayoría de estos organismos de respiraderos hidrotermales viven a ambos lados de crestas activas en estructuras geológicas. Además, existen algunas similitudes entre ellos. Teniendo en cuenta la discontinuidad de la expansión del fondo marino y el proceso histórico de expansión del fondo marino, los científicos compararon las características biogeográficas de los biomas de los respiraderos hidrotermales y propusieron la siguiente hipótesis: "Los organismos que viven en los biomas de los respiraderos hidrotermales del Atlántico se originaron en el Pacífico oriental. , la ruta de transmisión más probable puede ser la dorsal sureste del Océano Índico y la dorsal suroeste del Océano Índico "
En 1996, el Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón utilizó un detector no tripulado "Trench" en el océano más profundo del mundo. ." "Challenger Deep" recolectó muestras de sedimentos del fondo marino a una profundidad de aproximadamente 1.1000 metros, aisló alrededor de 3.000 cepas de microorganismos y descubrió 1.000 nuevas especies microbianas.
En agosto de 2000, el Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón utilizó el buque de investigación de aguas profundas "Hailing" para llevar a cabo una misión en la unión de la cresta central, la cresta sureste y la cresta suroeste del Océano Índico ( 25° 19′10″ de latitud sur), 70° 2′24″ de longitud este, profundidad del agua 2420 m). Esto demuestra que incluso en entornos extremos, como las profundidades del mar, existe un mundo biológico diverso. Los científicos imaginan que los primeros microorganismos de la Tierra podrían haber sobrevivido sin interferencias externas; dado que hay organismos que viven en un entorno tan duro bajo la corteza del fondo marino, también existirá vida en planetas como Marte. Si las criaturas con respiraderos de agua caliente son criaturas que se adaptaron a ambientes de alta temperatura en los primeros días de la Tierra, entonces esto puede permitirnos resolver el misterio del origen de la vida en la Tierra.
Explora más a fondo el origen de la vida en la tierra
Existen diversas capas de materiales en el fondo marino, que preservan diversa información histórica sobre la tierra, a partir de la cual también podemos comprender el proceso cambiante de el clima de la tierra. Según las investigaciones actuales, en los últimos 800.000 años, la Tierra ha experimentado temperaturas altas (40 ℃) y temperaturas frías (-40 ℃) que superan muchas veces las actuales. Desde hace 10.000 años hasta el presente, la Tierra ha estado en un "período anormalmente estable" de temperatura. Es más, la "biosfera subterránea" mencionada anteriormente es un lugar excelente para explorar el origen de la vida. Compararlo con el fenómeno de la vida en planetas distintos de la Tierra profundizará la comprensión de la humanidad sobre la vida y sobre sí misma.
Con este fin, el Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón ha llevado a cabo experimentos de observación sobre la polimerización de aminoácidos en agua supercrítica, experimentos de disolución microbiana en agua supercrítica y experimentos de fisiología del estrés. Los científicos han descubierto que el triptófano puede permitir que la levadura sobreviva y se desarrolle de manera segura bajo alta presión (250 ~ 300 atmósferas), y las células biológicas superiores (células HeLa) cambiarán en gran medida su morfología esquelética a 400 atmósferas.
Para seguir explorando el origen de la vida en la Tierra, Japón implementará conjuntamente con los Estados Unidos el Programa Internacional unificado de Exploración de la Tierra en el Océano Profundo (IODP) a partir de 2003. Con este fin, Japón construyó el barco de exploración de tierras profundas "Earth" y llevó a cabo actividades de "entrada de agua" en la fábrica de Okayama de Mitsui Shipbuilding Company desde junio de 5438 hasta octubre de este año. El barco tiene 210 metros de largo, 38 metros de ancho, 116 metros de alto, 16,2 metros de calado, un calado de 9,6 metros, un desplazamiento de unas 60.000 toneladas y una tripulación de 150 personas. Puede perforar hasta 5-7 kilómetros del fondo marino (la distancia más corta desde la corteza hasta el manto).
Para llevar a cabo esta actividad de investigación internacional, el Centro de Tecnología y Ciencia Marina de Japón estableció un centro de riesgo biológico en aguas profundas y desarrolló un sistema experimental microbiano en aguas profundas, que incluye la prevención de la contaminación microbiana del núcleo de la corteza terrestre. muestras, análisis microbiano, Tecnologías como aislamiento microbiano y cultivo de núcleos de corteza y muestras de rocas. Hay grandes expectativas puestas en este proyecto, deseando avanzar en desentrañar el misterio del origen de la vida.