最新研发的深潜水下无人机有望更精准监控海洋酸化

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人类活动产生的近四分之一二氧化碳都被海洋吸收,并在此过程中发生复杂的化学反应,使其水域更加酸性。通过安装在固定浮标和船只上的传感器固然可以在一定程度上测量这种影响,但一直以来没有更准确的测量手段。不过最新研发的深潜水下无人机有望填补这个空白。

海洋酸度上升对海洋生物构成严重威胁,通过腐蚀珊瑚礁和贝类作为其独特结构的组成部分的碳酸钙,影响它们的生存能力。此外研究表明,酸性更强的海洋可能会重塑捕食者与猎物的关系,干扰鱼类的生存本能,并溶解苔藓海洋生物甚至海底本身。

为了更好地解决这个问题,阿拉斯加费尔班克斯大学的海洋学家 Claudine Hauri 于 2018 年着手解决海洋二氧化碳采样中的巨大空白。这种数据通常由航行专用航线的研究船或通过固定系泊上的传感器的时间序列测量值收集。Hauri 的想法是部署一种自动驾驶设备,它可以行驶很远很远并潜入海洋深处,以便更准确地读取正在发生的变化。

因此 Hauri 和她的团队在现有 Seaglider 水下无人机的基础上进行改造,该无人机由华盛顿大学开发并于 2013 年商业化。无人机每次航程可覆盖数千公里,一次可在海上运行数月。能够潜入最深 1000 米(3280 英尺)的海底。

团队重新设计了 Seaglider 水下无人机,装备了市场上最精确的水下二氧化碳传感器。这主要是原始传感器太大且耗电,无法由 Seaglider 携带,因此该项目的电子工程师和合作伙伴 Ehsan Abdi 不得不对其进行修改,使其更轻、更紧凑。

Hauri 表示:“最令人兴奋的事情是看到如此大而耗电的传感器在如此不起眼的小型滑翔机上运行,这本无法做到。这就是它具有挑战性的原因,也是我们遇到这么多问题的原因。但这也是其中有趣的部分”。

为 Seaglider 配备适当的装备后,该团队在油箱中进行了测试,以正确平衡车辆并确保其传感器产生准确的测量结果。然后,该团队进行了首次开放水域测试,将无人机部署在阿拉斯加的复活湾以收集真实世界的数据。这使得该团队成为美国第一个使用自动水下航行器测量海洋二氧化碳的团队,并计划分享其传感器集成的技术细节,以便其他团队可以加入这项事业。

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