В глубоких водах между Фиджи и Тонгой, примерно в миле от поверхности, с морского дна поднимаются высокие трубы. Эти черные курильщики изгоняют темные облака обжигающей воды, богатой такими элементами, как сера, медь и цинк.
Несмотря на темноту, сокрушительное давление, жару и токсичность в месте на северо-востоке бассейна Лау, рядом с которым сходятся тектонические плиты Австралии и Тихого океана, дымоходы изобилуют жизнью. Горнодобывающие компании заинтересовались хранением металлов в гидротермальных жерлах, что делает все более необходимым изучение и каталогизацию этих сложных экосистем. Но изучение дна океана не простая задача.
Бассейн Лау в значительной степени находится вне досягаемости человека. Хотя подводные лодки, такие как Элвин, могут уносить людей в глубины, доступ к такому оборудованию ограничен и рискован. Поэтому ученые в основном полагаются на дистанционно управляемые транспортные средства (ROV), чтобы их глаза и руки были внизу.
Тем не менее, переживание этих извергающих трещин в океанской коре через ограниченный радиус действия камеры - это не совсем удовлетворительный опыт, объясняет Том Квасницка, исследователь глубокого океана в Центре исследований океана им. Гельмгольца в Киле, Германия.
«Представьте себе, что вы идете по Манхэттену и можете видеть [город] только через видоискатель камеры», - говорит он. «Какой опыт вы бы получили?»
Теперь ученые и инженеры, которые плавали на исследовательском судне Falkor, принадлежащем океанскому институту Шмидта, используют виртуальную реальность, чтобы окунуться в этот инопланетный мир. Хотя предыдущие группы представляли отдельные дымоходы, команда планирует создать трехмерную виртуальную реконструкцию всего вентиляционного поля, используя один из самых современных ROV для установки пропеллера в бассейне Лау.
«Мы хотели прогуляться по морскому дну - это так просто», - говорит Квасницка, главный научный сотрудник проекта. «Только это не так.»
Гидротермальные жерла образуются в вулканически активных районах океана, где вода может ползти между трещинами в коре и вступать в контакт с жарой ниже. Эта перегретая вода растворяет некоторые металлы из окружающих пород, прежде чем она выбрасывается в черные облака, как гейзер с морского дна.
Мало того, что температура в гидротермальных жерлах может достигать ошпаривания до 700 градусов по Фаренгейту, окружающая среда окутана тьмой. В довершение всего, вес всей этой покрывающей воды раздавит незащищенное человеческое тело. ROV команды исследовали около трех четвертей мили вниз, где давление огромно - чуть меньше одной тонны на каждый квадратный дюйм, или примерно такое же давление, которое вы испытали бы, если бы черный носорог стоял на вашем большом пальце ноги.
В отличие от хрупкого человеческого тела, ROV может противостоять условиям вентиляции. Коляска команды, называемая Дистанционно управляемой платформой для наук об океане (ROPOS), примерно размером с Джип Рэнглер и весит около 3, 5 тонн. Хотя эта высокотехнологичная система выглядит как клубок проводов, зубчатых колес и гидравлики, она использует батарею камер высокой четкости как для видео, так и для фотосъемки, включая камеру 4K, которая производит видео кинематографического качества, стереокамеры, которые снимают изображения для просмотра в 3D и мощные подводные фонари.
Одна особенно примечательная особенность заключается в том, что экипаж корабля может испытать вентиляционные отверстия воочию, фактически блуждая среди шпилей, нося видоискатель на борту Falkor . Квасницка говорит, что когда начали поступать снимки, экипаж выстроился среди ночи, чтобы исследовать вентиляционные отверстия с помощью видоискателя.
«Увидеть чернокожего курильщика и почувствовать, как все вокруг, - это очень интересный опыт», - говорит Квасницка. «Внезапно вы больше не сталкиваетесь с РОВ, потому что можете повернуть голову и увидеть тот шпиль, в который вы вот-вот столкнетесь».
Тем не менее, навигация по ROPOS - это не маленький подвиг. «Это очень похоже на полет на вертолете в лесу», - говорит Квасницка.
Команда провела три дня, снимая фотографии и видео с площадью, равной 74 футбольным полям, чтобы создать 3D-карту с достаточно высоким разрешением, чтобы различить отдельные травинки. Используя эти данные, они могли тогда выбрать лучшие места, чтобы взять образцы, которые отражают различные типы породы и жизнь, которая кишит на поверхности отверстия.
В то время как в большинстве экспедиций ученые картируют и собирают образцы по ходу, этот метод оказывается гораздо более эффективным.
«Вы [обычно] спешите из угла в угол, стараясь не пропустить захватывающие вещи. Но вы не можете видеть очень далеко и не знаете, где находитесь », - говорит Квасницка. «Вы просто не знаете, где хорошие камни».
Квасничка поясняет, что с помощью ROPOS команда получила участок земли перед выбором мест отбора проб и закончила с удивительной скоростью. «Они видели это место, и они знали, что у них было представительное, и мы могли пойти домой», - говорит он.
Хотя океан покрывает более 70 процентов планеты, исследовано менее пяти процентов. Квасницка считает, что его система виртуальной реальности - это одна из технологий, которая могла бы открыть новое поколение глубоководных исследований.
Впечатляющее 360-градусное видео команды теперь доступно на YouTube. Но их работа еще не закончена.
«Подобные технологии настолько хороши, насколько это полезно для науки», - говорит Квасницка. «И я думаю, что это важно помнить. Мы не идем туда на YouTube, мы идем туда ради науки ».
Его группа надеется использовать документацию, чтобы лучше понять сложную внутреннюю работу вентиляционной экосистемы и отслеживать изменения с течением времени. Создание виртуальной карты также может помочь им понять, как отдельные дымоходы связаны в более широком поле вентиляции.
Так как жизнь продолжает кипеть в темной темноте вентиляционных отверстий, ученые теперь копаются во множестве образцов, изображений и часов, отснятых для того, чтобы создать суровую среду гидротермального вентиляционного отверстия для комфорта лаборатории.
