Deep Thoughts: James Cameron apie naująjį tyrinėjimo amžių ir jo 11 kilometrų nardymą „Challenger Deep“, 1 dalis


Okeanografinė institucija Cape Cod, Mass. Kovo mėn. Režisierius ir akvariumas Jamesas Cameronas, grįžęs į savo rekordinį vizitą į Challenger Deep, Marianas Trench 11 kilometrų žemiau Ramiojo vandenyno paviršiaus, paskelbė, kad jo padalinys, DEEPSEA CHALLENGER, paaukojo Woods Hole naudoti savo pažangiausias technologijas, kad padėtų toliau suprasti gyvenimą vandenyno tranšėjose. Pirmoji darbo tvar

Okeanografinė institucija Cape Cod, Mass.

Kovo mėn. Režisierius ir akvariumas Jamesas Cameronas, grįžęs į savo rekordinį vizitą į Challenger Deep, Marianas Trench 11 kilometrų žemiau Ramiojo vandenyno paviršiaus, paskelbė, kad jo padalinys, DEEPSEA CHALLENGER, paaukojo Woods Hole naudoti savo pažangiausias technologijas, kad padėtų toliau suprasti gyvenimą vandenyno tranšėjose.

Pirmoji darbo tvarka, kai „ DEEPSEA CHALLENGER“ atvyksta į „Woods Hole“ per kelias savaites: pasirūpinkite, kad jos pasirinktiniai žibintai, vaizdo gavimo įranga ir didelės raiškos 3-D kameros į „Woods Hole“ „Nereus“ robotų pogrindį būtų pasirengusios nardyti 10 kilometrų gylio Kermadeco tranšėja - nuo Naujosios Zelandijos šiaurės šiaurės galo - 2014 m. Vasario arba kovo mėn. ekosistemos ir geologinė veikla, kuri išsivystė vandenyno tranšėjose - planetos priešiškiausia buveinė.

Apskritojo stalo diskusija su Cameron įvyko balandžio mėn. Niujorke ir į ją įtraukta: Tim Shank, Woods Hole giliavandenių biologų ir vadovaujančio institucijos „Hadal Ecosystem Studies“ (HADES) programa; Andy Bowen, „Woods Hole“ nacionalinės giliavertės priemonės direktorius; Susan Avery, Woods Hole prezidentas ir direktorius; kartu su keletu žurnalistų.

1 dalyje „Cameron“ ir „Woods Hole“ mokslininkai kalba apie tai, kaip technologinės pažangos, leidžiančios DEEPSEA CHALLENGER jį nuvykti į giliausią planetos vietą, atskleis naujas galimybes suprasti gyvenimą labai neišnagrinėtuose giluminiuose gyliuose, kurie yra žemiau šešių kilometrų. Diskusijoje taip pat kalbama apie artėjančią Nereus misiją ir tai, ką Woods Hole tikisi rasti viename iš giliausių, šaltiausių tranšėjų pasaulyje. Cameron taip pat apibūdina savo patirtį, bandydamas DEEPSEA CHALLENGER savo istorinėje kelionėje į „Challenger Deep“ Mariana tranšėjoje.

2 dalyje Cameron aptaria, kaip 1960 m. Žvalgymo eros - tiek erdvėje, tiek vandenyno gelmėse - įkvėpė jo karjerą kaip režisierius, o vėliau - giliavandenių pionierių ir mokslo gynėjų.

[ Toliau redaguojamas pokalbis. ]
Kodėl gausite DEEPSEA CHALLENGER Woods Hole?

James Cameron: Man tai yra begalinis geresnis rezultatas, nei jis sėdi ramioje, kol aš darau su kitais dviem filmais ir galbūt ateina į technologijų bendruomenę penkerius ar šešerius metus žemiau linijos, kai jis jau yra pasenęs ar kiti sprendimai buvo rasti šiuo metu.

[Kai po 2012 m. Kovo mėn. Išbandytos ekspedicijos į „Challenger Deep“ išsiskyrė dulkės, mano fantazijos tikslas buvo, kad visa mokslinė bendruomenė norėtų prieiti prie jos. Deja, šiomis dienomis sunkiau ateiti 1960-aisiais ir 70-aisiais, ty giliavandenių išteklių tyrinėjimų, pinigų. Taigi turėjome ieškoti būdų, kaip ši technologija galėtų būti naudinga okeanografinei bendruomenei. Ir mes atėjome į kažką, apie kurią mes visi džiaugiamės.

Kalbant apie [ateities misijas] DEEPSEA CHALLENGER, nemanau, kad bet kuris iš mūsų nori, kad tai būtų iš stalo. Pažvelkime į tai, kad tam tikru momentu galėtume jį vėl išgabenti į jūrą ir išeiti ir pabandyti surasti tam tikrą finansavimą. Kuo greitesnis tikslas yra perkelti technologijas iš subkultūros į okeanografinės bendruomenės pagrindinę sritį.
Kaip dar kartą nebereikės išstoti DEEPSEA CHALLENGER, kaip tai bus naudinga giliavandeniams mokslams?

Andy Bowen: Tai vyksta dabar. Kai kurios šios technologijos bus perkeltos į mūsų „Nereus“ povandeninę robotinę transporto priemonę, kuri atliks mokslinio tyrimo projektą [Kermadec tranšėjoje], visų pirma naudodama DEEPSEA CHALLENGER programos dalis.

Cameron: įdomu, kaip atsirado šios kameros. Mes žinojome, kad DEEPSEA CHALLENGER ketina greitai pereiti per vandens stulpelį, kad galėtume kiek įmanoma daugiau laiko apačioje. Bet tai reiškė, jei norėjome, kad fotoaparatas išstumtų ant strėlės, kad galėtume matyti apačią ir aplink ją esančią sritį, kad fotoaparatas bus mažas, ir norėjau didelės raiškos ir 3-D [galimybes]. Mano ankstesnis HD [arba didelės raiškos], 3-D povandeninis fotoaparatas sveria apie 180 svarų, o tai buvo 150 svarų pan-and-tilt mechanizmas. Na, visa tai turėjo eiti į bumą, ir tai neabejotinai atsitiks nedidelėje svorio ir erdvėje ribotoje transporto priemonėje.

Taigi savo inžinierius uždaviau išsiaiškinti kažką, kas buvo mažesnė ir turėjo veikti dvigubai giliau nei mūsų ankstesnė fotoaparato sistema. Tai atneša jums sunkumų, bet jie pastatė fotoaparatą nuo jutiklio lygio. [Dvi iš šių kamerų titano korpuse sveria apie keturis su puse svaro]. Jūs galite įdėti keletą iš jų į Nereusą.
Ką dar Woods Hole darys su DEEPSEA CHALLENGER, kai jis atvyksta birželio mėnesį?

Cameron: Mano inžinierių komanda, praleidusi septynerius metus statydama DEEPSEA CHALLENGER, pasidalins savo patirtimi ir žiniomis su Woods Hole inžinieriais ir atvirkščiai.

Negaliu tikėtis, kad bus pastatytas DEEPSEA CHALLENGER laivynas. Tai buvo labai specifinė transporto priemonė, kuri buvo labai specifinė. Bet jei jūs galėjote perimti įvairias sistemas į subtilias ir abstrakčias jas į kitą formą, galbūt kai kurios iš jų bus integruotos į [autonominę povandeninę transporto priemonę], kad būtų galima atlikti tyrimus. Keletas iš tų, kurie ten vyksta per griovius, pradeda duoti jums daug geresnį mokslą.

Aš nenustatiau jokių apribojimų ar apribojimų [kaip naudojama DEEPSEA CHALLENGER technologija]. Manau, mes sutarėme, kad nepastebėsime subtitrų.
Kokie yra konkretūs 2014 m. Ekspedicijos į Kermadeko tranšėjos moksliniai tikslai?

Tim Shank: Mes norime, kad Nereusas per šešias savaites vyktų į Ramiojo vandenyno Kermadec tranšėjos ekspediciją, kad ištirtume dalį vandenyno piliakalnių regionų, kurie yra labai nežinomi. Didžioji dalis informacijos apie šiuos regionus kilo iš dviejų kruizų 1950-aisiais [Danijos G alėja ir Sovietų Vitjaz ekspedicijos], kuri yra gana gėdinga. Mes tiesiog turime katalogą su kai kurių rūšių, kurios atsirado trale, pavadinimais. 2000-aisiais buvo keletas kruizų, kurie ištyrė malonius gelmes ir atnešė keletą pavyzdžių, kurių kiekvienas yra neįtikėtinai vertingas. [Pavyzdžiui, „Mariana Trench“ nuosėdų mėginiai buvo labai aktyvios bakterijų bendruomenės, nors aplinkoje yra labai didelis spaudimas, beveik 1100 kartų didesnis nei jūros lygiu, remiantis „March Nature Geoscience“ ataskaita. anglies maisto tiekimas žemyn tranšėjose, apie kurias mes nežinojome. [priklauso „Nature Publishing Group“.)

Pasaulyje yra septynios institucijos ir 10 mokslininkų [dalyvauja „Kermadec“ ekspedicijoje kaip „Hadal“ ekosistemų studijų (HADES) programos dalis), kurie neatsako į šešis pagrindinius klausimus, įskaitant tai, kas ten yra biologinės įvairovės požiūriu, ką jie maitina ir kaip jie išsivystė atskirai.

Cameron: Manau, kad įdomu turėti apžvalgą apie tai, kiek mažai žinoma apie biologinį ir geologinį gilumą. Dauguma to, kas žinoma apie dugną, kilo iš vaizdų, nušautų iki vandens stulpelio, ir tai yra palyginti šiurkštus duomenų rinkinys. Taigi jūs turite ten nusileisti ir apsižvalgyti ir iš tiesų. Labai mažai apie tai žiūri. Kaip sakė Timas, ten buvo keletas kruizų.

Shank: Pirmiausia norime atkurti mėginius ir ištirti jų naudojimą biotechnologijoms. Remiantis iki šiol matytomis žolių pavyzdžiais, šie gyvūnai išskiria fermentus, kurie yra labai naudingi žmonėms. Kai kurie yra naudojami Alzheimerio ligos gydymui. Dabar ieškome antikūnų, priešvėžinių, priešnavikinių savybių. Visa tai priklauso nuo to, kaip gerai jūs galite išsaugoti šiuos gyvūnus ir atnešti juos gyvus, ką mes negalime padaryti dabar. [Gyvi mėginiai buvo sėkmingai išvežti į paviršių ne iš gilesnių nei apie 1, 4 km.]

Cameron: jų biologija tiesiog neveikia, kai atimamas spaudimas. Bet kuo giliau neriate mažiau įrangos, kurią galite atnešti. Norint surinkti slėginį indą į giluminį gylį [tai galėtų išlaikyti egzempliorius gyvus, kai jie patenka į paviršių], reikės sunkios pavaros.
Kaip dabar žinome, koks yra gyvenimas tranšėjų apačioje?

Shank: Žmonės galvoja, kad šiukšlės yra šios tvenkinės gyvenvietės, tačiau jos yra labai dinamiškos vietos. Yra daug trinties ir lūžių, kurie vyksta [ant vandenyno dugno]. Yra nuosėdų kaupimasis, o iš šių nuosėdų išpurškiamas vanduo, kuris susikaupia ir sąveikauja su uola. Daug žemės drebėjimų, o tai reiškia daug šlaitų [ant vandenyno dugno]. Mes taip pat manome, kad šiose tranšėjose yra nuosėdų ugnikalnių, nuosėdų, kurios laikui bėgant sukuria savo unikalią chemiją.

Su HADES programa bandome kas 1000 metrų studijuoti iki 11 000 metrų. Manome, kad tranšėjos visiškai skiriasi nuo likusios vandenyno. Maisto šaltinio trūkumas jūros dugne dėl kokių nors priežasčių didėja, kai pateksite į tranšėją. Tai vis mažiau ir mažiau, kol pateksite į abyssal lėktuvą. Tada, kai jūs einate giliau, prieinamas maisto šaltinis. Mes nežinome, kodėl taip yra. Galbūt tai yra kraujagyslių topografija, į kurią patenka ši medžiaga. Nepriklausomai nuo to, kas tai yra, mes manome, kad tai palaiko didelę tranšėjos buveinės įvairovę. Tačiau sunku išmokti tokių dalykų, jei tiesiog nusiųsite „drop-camera“ sistemą.

Cameron: Yra pagrįsta hipotezė, kad [geologinis aktyvumas hadal zonose] gali būti gyvenimo tiglis, kurį reikia pažvelgti.

Bowenas: Tai beveik kaip jūs žiūrite atgal. Tranšėja yra langas į [biologinius ir geologinius] procesus, kurių mes negalėjome liudyti.

Šlaunys: iki šiol pažvelgę ​​mikrobai [iš juodųjų regionų] yra labai įvairūs. Jie turi daugybę funkcijų ir [jie išgyvena ant cheminių medžiagų, įskaitant] metaną, vandenilį ir sulfidą. Kai kurie iš nariuotakojų, esančių žemyn, savo kūnuose turi celiuliozės virškinimo fermentų. Jie gali virškinti medieną. Kiti gyvūnai turi gigantizmo požymių [jie yra neišvengiamai didesni už jų seklinio vandens kolegas]. Viena teorija yra ta, kad tu esi toks gilus, kad negalite sulankstyti savo baltymų, nes jūsų ląstelės yra pernelyg smulkintos. Jūs turite turėti būdą, kaip padaryti save didesnį, ir jūs turite specializuotų fermentų, kurie tai daro. Kita teorija yra ta, kad jūs turite padaryti save didesnį, kad galėtumėte veikti, ir mes žinome, kad jie turi fermentų. Bet jūs negalite būti milžiniški, jei neturite didelio maisto šaltinio, kuris yra dar vienas požymis, kad ten yra daug maisto, daug daugiau nei mes manėme. Yra tiek daug išimčių kiekvienam paaiškinimui, kad nieko dar neveikė. Kelkite daugiau klausimų nei atsakymai.
Jau dešimtmečius vyksta vandenyno tyrinėjimai, kodėl vis dar taip sunku studijuoti gyvenimą tranšėjose?

„Cameron“: mes esame tiesiosios giliųjų technologijų pagrindu. Viskas pasikeičia, kai jūs einate žemiau 6000 metrų. [Nuo inžinerinės perspektyvos] tuo metu jūsų našumo ir naudos santykis pasikeitė dėl flotacijos, slėginių indų, sienelių storio ir pan. Transporto priemonės linkusios gauti labai sunkias ir nevaldomas. Tai skatina jūsų energijos suvartojimą ir išlaidas, o tai nėra triviška problema. Žmonės mano, kad, nes galite nuvykti į keturias mylių, kad papildomos trys mylios neturėtų būti didelė problema. Bet jūs susiduriate su medžiagų mokslo ribomis, kur iš tikrųjų turite sukurti naujas medžiagas, kad sukurtumėte transporto priemones, kurios turi tokį patį judrumą ir sąnaudų veiksnius, kaip ir tie, kurie veikia aukščiau vandens stulpelyje. Štai kodėl daralinis gylis vis dar yra palyginti neištirtas.
Jūsų sėkmė kaip režisierius buvo susieta su giliavandeniu tyrimu, pradedant „ The Abyss“ ir tęsiant „ Titanic“ bei dokumentinius filmus apie šio filmo kūrimą. Kaip jūs pasiruošėte savo nardymui „Challenger Deep“?

Mes sukūrėme [ DEEPSEA CHALLENGER sub] Sidnėjuje ir tada mes ketiname nardyti jį iš esmės šalia Guamo prie Challenger Deep. Mes norėjome įrodyti, kad sub gali pasiekti tą vietą vandenyje, nebūtinai todėl, kad giliausia vieta yra moksliškai įdomiausia vieta, bet todėl, kad kai tik parodėte, kad galite eiti bet kur kitur. Įgijus į Guamą, Tasmano jūra buvo gana šiurkšta. Taigi, mes pradėjome ieškoti gilios vietos, kur galėtume veikti netoli žemės, kuri užkirstų kelią didžiųjų vandenynų išsipūtimų, kuriuos lemia prekybos vėjai tuo metu, metu. Mes žiūrėjome tarp Naujosios Didžiosios Britanijos ir Naujosios Airijos salų, kur Naujosios Britanijos tranšėjos yra penkios mylios gilios, pakankamai gilios, kad galėtume atlikti tyrimus jūroje, kol mes nuvykome į „Challenger Deep“.

Tai buvo skirtas techniniams jūros tyrimams, ir mes turėjome visą mokslo komandą, kuri turėjo susitikti su mumis Guam iš Scripps, Havajų universiteto ir net Guamo universiteto ir Jet Propulsion Laboratory - žmonės, kuriuos aš žinojau. Paaiškėjo, kad buvo mažai duomenų apie tai, kas yra „New Britain Trench“ apačioje, jie visi norėjo anksti atvykti ir pažvelgti į tai. Taigi mūsų jūrų tyrimai iš tikrųjų baigėsi moksliniais nardymais, kur atnešėme mėginius, kurie yra gerai, nes mums reikėjo užsiimti veikla, kad bet kuriuo atveju sutelktume dėmesį.
Ar galite apibūdinti savo istorinį nardymą „Challenger Deep“?

Cameron: aš abejoju, kad mano pulsas išaugo. Galbūt kai atėmome plūdes [paviršiuje]. Man buvo užduotis. Turėjau daugelio puslapių kontrolinį sąrašą, kuris buvo organizuotas aplink laiką ir gylį, metrikas, dalykus, kuriuos turėjau padaryti. Aš turėjau įjungti sistemas tam tikra tvarka, nes sfera perkaito. Viena iš didžiausių problemų yra šilumos srautas. Piloto sfera yra labai maža, ir ten su manimi yra daug įrangos. Jei aš pasukčiau visą įrangą ant paviršiaus, kepsiu. Aš tiesiog tiesiog būčiau kaip išpjautos lašišos. Taigi turėjau visą šį protokolą, kad prireikus būtų galima prisijungti internete. Unikalus dalykas, susijęs su „Challenger Deep“ nardymu, yra tai, kad aš perskaičiau viską, kas yra mano kontroliniame sąraše, kuris mane išvedė tiesiai iki Naujosios Britanijos tranšėjos dugno, tada aš neturėjau nieko daryti. Aš turėjau 9000 pėdų.

Dviejų metrų bumo pabaigoje aš turėjau šiek tiek stereoskopinės HD kameros. Norėčiau tiesiog nukreipti fotoaparatą į šviesą, į kurią palikau. Ir dėmesio centre apšviestų vandens kolonėlės daleles. Aš pasiekiau tašką, kur galėčiau pasakyti, kad pusiau mazgo pakopomis tai, kas [planktono] dalelėms teka pro prožektorių, atrodytų, jei aš einu greitai ar lėtai. Kai gavau žemiau 29 000 pėdų, mano aukščio matuoklis tiesiog sustojo. „Sniegas“ nuėjo 29 000 pėdų, o aukščio matuoklis buvo nulinis. Vanduo buvo tiesiog aiškus.

Nusileidus, palikau paviršių 5, 2 mazgo ir iš esmės pasiekiau nulį. Pirmas dalykas, kurį pamačiau, kai aš nusileido, buvo kitos transporto priemonės, kuri galėjo būti [Woods Hole's Nereus, kuris buvo „Challenger Deep“ 2009 m.), Kelias. Jūs atsitraukiate nuo tos vietos, kur iškraunate, ir tikrai nėra nieko. Jūs nematote, kaip gyvūnai elgiasi, kai jie gyvena in situ.
Kodėl jums reikalingas giliavandenių žuvų tyrimas?

Cameron: Gerai prisiminti, kad bendras šių hadalinių griovių plotas yra didesnis nei Jungtinių Valstijų dydis, didesnis už Australijos dydį, todėl iš esmės tai yra žemynas, kuris niekada nebuvo ištirtas, kuris egzistuoja čia Žemėje. Tiek daug žmonių mano, kad mes gyvename po tyrinėjimo amžiaus - visa tai buvo matoma, visa tai buvo susieta. Kaip mums pavyko patekti į 21-ajame amžiuje ir tiesiog atsitiktinai praleisti žemyną? Nes tai, ką mes padarėme. Atsakymas yra akivaizdus: tai sunkiausia vieta patekti į planetą. Technologiniu požiūriu tai yra sudėtingiausia darbo vieta. Norėčiau pateikti argumentą, kuris buvo susijęs su kosmoso robotika ir dabar pilnomis vandenyno gelmių technologijomis, yra daug sudėtingesnė aplinka nei pastato aparatinė įranga, nes streso jėgos yra daug didesnės, apie 1000 kartų daugiau.