Derin okyanus hakkındaki anlayışımız, uzayın gizemlerini çözmeye yardımcı olabilir mi? Nasa’nın uzay görevi bizi kendi gezegenimizin keşfedilmemiş derinliklerine götürüyor.
O kyanuslarımız dünya yüzeyinin %70’inden fazlasını kaplıyor , ancak bunların %80’inden fazlası keşfedilmemiş durumda. Aslında, genellikle Mars ve Ay’ın yüzeyi hakkında kendi gezegenimizdeki okyanus tabanından daha fazlasını bildiğimiz iddia edilir.
NASA bunu değiştirmek için bir görevde. ABD uzay ajansı, diğer gezegenlerdeki okyanusların nasıl görünebileceğine dair ipuçları aramak için derin okyanusu keşfediyor ve gezegenimizdeki en aşırı ortamlardan birinde bilim ve teknolojinin sınırlarını zorluyor. Merak, tehlike ve önemsiz olmayan bir patlama riskiyle dolu bir görevdir.
Umut, yaptıkları sualtı keşiflerinin, uzaydaki bazı gizemlerin kilidini açmaya yardımcı olurken, aynı zamanda Güneş Sistemi’nin başka yerlerindeki görevler için gereken bazı ekipman ve deneyleri test etmesidir.
Dünya’nın okyanus derinlikleri, NASA’nın Güneş Sistemimizdeki diğer dünyalarda bulmayı beklediği bazı koşullara şaşırtıcı bir şekilde benziyor. Bilim adamlarının uzaylı yaşamı nerede aramaları gerektiğine dair ipuçları bile sağlayabilirler.
Dünya okyanuslarının en derin kısımları hadal bölgesi olarak bilinir. Adını yeraltı dünyasının Yunan tanrısı Hades’ten alan bu ismine yakışır ürkütücü bir yer. Derin hendekler ve çukurlardan oluşan dünya okyanuslarının yüzeyinin 11 km (6,8 mil) altına uzanır. Kümülatif olarak , Avustralya’nın büyüklüğüne eşdeğer bir deniz tabanı alanını oluştururlar . Yine de çok az araç bu karanlık uçuruma dalarak hayatta kalabilir.
Massachusetts’teki Woods Hole Oşinografi Enstitüsü (WHOI) ile ortaklaşa çalışan NASA bilim adamlarının, Dünya’daki yaşamın sınırlarını keşfetmeye ve incelemeye çalıştığı yer burasıdır. Bilim adamlarının bu bölgedeki misyonları için kullandıkları dil bile uzay araştırmalarıyla aynı terimleri paylaşıyor – son yıllarda deniz biyologları, sensörler ve kameralarla donatılmış birden fazla “inişçi”yi hadal bölgesinin zeminindeki “çarpışma alanına” gönderdiler. ölçüm yapın.
Ancak NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan mühendisler, daha erişilemeyen derinlikleri haritalamak için yeraltı dünyasına seyahat eden antik Yunan kahramanının ardından Orpheus adlı yeni bir otonom sualtı aracı inşa ediyorlar. Nasa’nın Perseverance Mars Rover’ına benzer görsel navigasyon teknolojisini kullanan Orpheus, kaya oluşumlarını, deniz kabuklarını ve okyanus tabanındaki diğer özellikleri belirlemek için son derece hassas kameralar kullanarak simge yapılar (veya belki de deniz dibi işaretleri) ile noktalı üç boyutlu haritalar oluşturuyor. Bu, robotun yolunu bulmasını ve daha önce bulunduğu yerleri tanımasını sağlar, ancak aynı zamanda bu zorlu ortamın biyolojik çeşitliliğine yeni bir ışık tutmasına da yardımcı olmalıdır. WHOI’ye liderlik eden derin deniz biyoloğu Tim Shank, “Orpheus bir geçit aracıdır” diyor.. “İşe yararsa, okyanusta gidemeyeceğiniz yer yoktur.”
Shank, hadal bölgesinin karanlık derinliklerine ilk kez ulaşmaya çalışmıyor. 2014 yılında, Orpheus’un selefi Nereus , Yeni Zelanda’nın kuzeydoğusundaki Kermadec Çukuru’na gönderildi. Sualtı aracı , büyük olasılıkla muazzam basınçtan dolayı yaklaşık 10 km (6,2 mil) aşağıda patladı.
Shank, “12 saat sonra, küçük parçalar halinde ortaya çıktığını gördük” diyor ve Nereus’un kaybının onları derin denizi nasıl keşfettiklerini yeniden düşünmeye sevk ettiğini de sözlerine ekledi. Bir ATV boyutunda ve yaklaşık 250 kg ağırlığında olan Orpheus, önceki su altı araçlarından çok daha hafif, daha küçük ve daha ucuz olacak şekilde tasarlanmıştır. Bu aynı zamanda daha çevik hale getirmeli ve deniz tabanında daha önce hiç keşfedilmemiş hendeklere ve havalandırma deliklerine girmesine izin vermelidir.
Dünya üzerindeki Avrupa
Uzun bir süre deniz biyologları hadal bölgesinde yaşamın imkansız olduğunu düşündüler , ancak derin deniz dalgıçları 20. yüzyılın ilk yarısında bölgeye girmeye başladıkça, burada yaşamın hayatta kalabileceği ortaya çıktı. Ancak, tüm canlı organizmaların nihayetinde fotosentez tarafından beslenen bir besin zinciri tarafından sürdürüldüğüne hala inanılıyordu. Yüzey sularındaki bitkiler, algler ve bazı deniz bakterileri, Güneş enerjisini organik maddelerinde depoladıkları şekere dönüştürürler. Bu daha sonra etçil hayvanlar tarafından yenen otoburlar tarafından yenir. Bilim adamları, okyanus tabanındaki organizmaların ölü organik maddelerden (hayvan leşleri, dışkı ve diğer organik döküntülerin ya da “deniz karı”nın sürekli düşüşü) kurtulduğuna ikna oldular.”Yukarıdan aşağı doğru sürükleniyor. Ancak deniz canlılarının yolunda fazla bir şeyi besleyecek yeterli yiyeceğin olmadığı ve en derin bölgelerin hala yaşam için çok karanlık ve soğuk olduğuna inanılıyordu.
Bunlar doğrudan güneş ışığına ihtiyaç duymayan hayvanlar… deniz tabanından çıkan kimyasallarla yaşıyorlar. – Tim Shank
Ancak derin okyanusa ilişkin bu algı, 1977’de bir ABD araştırma ekibinin Pasifik Okyanusu’na 8,000 ft (2,440 m) uzaktan kumandalı bir aracı düşürmesiyle değişti. Araç, volkanik faaliyetten kaynaklanan ısının okyanus tabanından sızdığı hidrotermal menfezlerin görüntülerini çekmek için gönderildi.
Bilim adamları, havalandırma deliklerinin çevresinde, yarı saydam salyangoz ve amfipodlar, daha önce hiç görülmemiş minik pire benzeri kabuklular gibi deniz organizmalarıyla dolu, canlı ekosistemler keşfettiler .
Shank, “Bu keşifle, Dünya’da yaşamanın yepyeni bir yolu [bulduk]” diyor. “Bunlar doğrudan güneş ışığına ihtiyaç duymayan hayvanlar… deniz tabanından çıkan kimyasallarla yaşıyorlar.”
Bilim adamlarının kafası karışmıştı: hadal bölgesindeki türler böylesine ezici bir baskıya nasıl dayanabilirdi?
Shank, “Basınç, inç kare başına 15.000 pound” diyor. “O kadar yoğun ki, bir hayvanın tek tek hücreleri sıkılır.”
Shank, 1977’deki ilk görüşten bu yana bilim adamlarının, bu tür derinliklerde yaşayan organizmaların, orada hayatta kalmak için hücresel düzeyde adapte olduklarını keşfettiklerini söylüyor. Hadal bölgesindeki dev amfipod kabuklular ve salyangoz balığı gibi canlılar , hücresel zarlarının ve proteinlerinin aşırı yüksek basınç altında ezilmesini engelleyen piezolit (Yunanca ” basınç” anlamına gelen ” piezin ” kelimesinden gelmektedir) adı verilen enzimlere sahiptir . Piezolitler, etrafındaki suyun ağırlığına karşı koymak için proteinlerin organizmanın hücrelerinde kapladığı alanı artırarak basınca karşı koyar. Shank, “Çadıra kazık koymak gibi bir şey” diyor.
Sadece hayatta kalamayan, aynı zamanda böylesine baskıcı bir ortamda gelişen organizmaları keşfetmek, kendi gezegenimizin alemlerinin ötesine bakan biyologlar için önemli soruları gündeme getiriyor – başka okyanus dünyalarında da bulunabilir mi?
Jüpiter’in uydusu Europa’nın buzlu yüzeyinin altında, 40 ila 100 mil (60-150 km) arasında olduğu düşünülen ve tüm Dünya okyanuslarının toplamından iki kat daha fazla su içeren bir tuzlu su okyanusu bulunur . Güneş ışığı, Europa’nın çatlaklar ve kırıklarla çevrili kalın buz tabakasının altına girmez. Buzlu kabuğun altındaki basınç hadal bölgeyle karşılaştırılabilir .
Shank, “Burada, Dünya’da Europa var” diyor. “Dünya’da yapana kadar Europa’da nasıl keşif yapabileceğimizi anlamıyorum.”
Dünyanın hadal bölgesini keşfedebilen bir robot, aynı şeyi 628.3 milyon km (390.4 milyon mil) uzaktaki donmuş bir ayda da yapabilir.
Ekibin bir parçası olan NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndan bir mühendis olan Russell Smith, “Okyanus tabanı, bu okyanus dünyalarından birinde başarılı bir misyona sahip olmak için ihtiyaç duyduğumuz teknolojiyi geliştirmemiz için harika bir test ortamı” diyor. Orpheus’u inşa etmek.
Bununla birlikte, uzayda veya derin okyanusta çalışan bir robot, tamamen özerk olmalıdır. “Robotun karar verebilmesi gerekiyor,” diyor Smith, amacın Orpheus’un sudaki çevresel DNA’yı ve kimyasalları tespit edip sınıflandırabilmesinin yanı sıra okyanus tabanından örnekleri geri getirebilmesi olduğuna dikkat çekiyor.
Hadal bölgesi için bir robot inşa etmenin inanılmaz derecede zor olduğunu söylüyor.
Orpheus, yoğun basınç ve aşırı sıcaklıklara dayanmak zorundadır – hadal bölgesindeki su donma noktasının hemen üzerindedir , ancak hidrotermal menfezlerde sıcaklıklar 370 C’ye (698F) ulaşabilir.
Smith, “Hayatta kalacak bir araç geliştirmek gerçekten zor” diyor. “Elektronik parçaların ezilmesini veya ıslanmasını önlemek için gerçekten kalın duvarlara ihtiyacınız var.” Orpheus kısmen, epoksi reçineye yerleştirilmiş mikroskobik cam kürelerden oluşan yüzer bir malzeme olan sözdizimsel köpükten yapılmıştır. Orpheus’ta kullanılan köpük , 2012 yılında batı Pasifik’teki Mariana Çukuru’nun dibine inen film yönetmeni James Cameron’un Deepsea Challenger’ı için üretilen artık malzemeden geliyor .
Derin okyanusta zifiri karanlık olduğu için Orpheus büyük bir el feneri ile donatılmıştır. Işık tüm süre boyunca açık kalırsa, robotun pilini hızla boşaltacak ve onu ezici derinliklerde mahsur bırakacaktır. Smith, gücü korumak için Orpheus’un görüntü veya numune almadığı zamanlarda düşük güç moduna geçeceğini söylüyor.
Ay’a Görev
2017 yılında NASA , uzay ve okyanus keşif alanlarını bir araya getirmek için Denizaltı olarak da bilinen Sistematik Sualtı Biyojeokimyasal Bilim ve Keşif Analogunu başlattı. Bugüne kadar, Pasifik Okyanusu’ndaki hidrotermal menfezlere uzaktan kumandalı araçlarla iki görev gerçekleştirdiler.
Hawaii kıyılarından yaklaşık 30 km (19 mil) açıkta bulunan Lō’ihi deniz dağının çevresindeki volkanik aktivite ve California ve Oregon’un buluştuğu ABD kıyılarından 120 km (75 mil) uzaktaki Gorda Sırtı’nın, olabileceklere benzer olduğu düşünülüyor . Europa ve Satürn’ün uydusu Enceladus’ta okyanus dünyalarında bulundu .
2023’te NASA, Ay’ımızın güney kutbunda su buzu aramak için robotik bir gezici gönderecek
DERINLERDEKI HAYAT
Denizaltı programına liderlik eden ve denizaltı programına astronotlar hazırlayan bir Nasa jeobiyoloğu olan Darlene Lim, “Bütün proje, derin okyanusumuzda Enceladus gibi yerlerde aktif olduğu tahmin edilenlere gerçekten çok iyi bir benzer doğaya sahip alanlar bulmaya dayanıyordu” diyor. Ay’ın ve derin uzayın keşfi.
Bilim adamları, bu menfezlerin jeolojisi ve kimyasını ve etraflarında bulunan yaşamı daha iyi anlamak için iki Denizaltı misyonunu kullandılar.
Lim, “Bu havalandırmalar çok zararsızdır” diyor. “Yerden gelen ve çok soğuk deniz suyuyla etkileşime giren suda bir sıcaklık değişikliği olup olmadığına çok yakından bakmalısınız. Bu tek başına hareket bile, dünyamızdaki bu okyanus dünyalarından bazılarında keşif yapmak zorunda kalacağımızı nasıl tahmin edebileceğimiz açısından çok değerlidir. Güneş Sistemi.”
Europa ve Enceladus’a robot göndermeye daha onlarca yıl varken, NASA bilim adamları derin okyanus keşiflerinden öğrendiklerini uzay görevlerine şimdiden uyguluyorlar.
2023’te NASA, Ay’ımızın güney kutbunda su buzu aramak için robotik bir gezici gönderecek . Volatiles Investigating Polar Exploration Rover veya Viper olarak bilinen görev, roket yakıtı veya içme suyu için bir kaynak olarak çıkarılabileceği umuduyla ay krateri Nobile yakınındaki buzu inceleyecek. Ay’da dolaşan bir gezici, su altında çalışmasa da aynı teknik zorlukların çoğuyla karşılaşacaktır.
Aynı zamanda Viper’da baş proje bilimcisi yardımcısı olan Lim, “Subsea’dan tüm öğrendiklerimizi alıp Viper’a uyguluyoruz” diyor.
Subsea programının amacı, bilim insanlarının hem iletişim hem de teknoloji açısından son derece zorlu koşullarda araştırma hedeflerine ulaşmasını sağlamaktı.
Operasyonlar açısından bakıldığında, okyanus ve uzay araştırmalarının da pek çok ortak noktası var. Her iki alanda da, uzak bilim adamları ekipleri tarafından desteklenen, insanların ulaşamayacağı tehlikeli ortamları keşfetmek için robotlar gönderilir. Ancak gelecekte ay üssünden robotik ekipmanı kontrol etmek için astronotların hazırlanmasına da yardımcı olabilir.
Denizaltı göreviyle 10’dan az bilim insanı denize açıldı ve kıyıda daha büyük bir meslektaş grubuyla çalıştılar. Viper görevi için bir ekip, Dünya üzerinde geziciyi neredeyse gerçek zamanlı olarak çalıştıracak ve verileri analiz etmek ve çok hızlı kararlar vermek zorunda kalacak.
Bilim adamlarının zorlu ortamlarda keşiflere hazırlanmalarına yardımcı olan ve hem Denizaltı hem de Viper programlarında çalışmış olan NASA’lı bir sosyal bilimci olan Zara Mirmalek, bu görevler sırasında verimli iletişimin kritik önem taşıdığını söylüyor.
Derin deniz araştırması için bilim adamları, okyanus koşullarına, hava durumuna ve tuzluluğa bağlı olarak kararları her zaman değiştirmek zorundadır. Mirmalek, “Planladığınızdan daha az zamanınız olacağını biliyorsunuz,” diyor. “Derin okyanusta çalışmak çok daha zor çünkü koşullar teknoloji için çok zorlu.”
Mirmalek, uzay görevlerinde iletişimin son derece sınırlı olduğunu söylüyor. Dış uzay koşullarına hazırlanmak için Mirmalek, Denizaltı bilim adamlarını günde sadece bir kez birbirleriyle iletişim kurmakla sınırladı. “Başarısızlık olmadı – tüm araştırma hedeflerine ulaştılar” diyor.
Lim, “Oşinografi topluluğuyla birlikte çalışarak öğrendiğimiz her şey, Viper için bilim operasyonlarımızı tasarlamak için kullandığımız sürece güvenmemize yardımcı olarak tamamen paha biçilemez, gerçekten paha biçilemezdi” diyor.
Ancak gezegenimizdeki görevler gibi, okyanusların dibine yapılanlar da insanlığın Dünya’ya yeni şekillerde bakmasına izin veriyor. Nasa, oşinografik keşiflerinin “binlerce” bilimsel keşif sağladığını söylerken, aynı zamanda sağlıklı okyanuslara sahip bir dünyada yaşamaya devam etmeyi umuyorsak hayati olabilecek bilgiler de sağlıyorlar. Okyanus biyolojisi ve biyojeokimya programı bilim adamı Laura Lorenzoni, onları kurtarmak istiyorsak okyanus ortamlarımızı anlamamız gerektiğini söylüyor.
“Bu, Dünya’daki yaşam için kritik öneme sahip ve Nasa’nın yaptığı ve yapmaya devam ettiği sürekli ölçümler, okyanus kaynaklarımızın sürdürülebilir kullanımını sağlamak için çok önemli” diyor.
Bu, diğer dünyaları keşfetmeye doğru atılan her adımda, kendi mavi gezegenimizin en keşfedilmemiş kısımları hakkında da biraz daha fazla şey öğrendiğimiz anlamına gelir.
Sosyal medya’da bizi takip edin
