Dno morskie odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu ekosystemów oceanicznych oraz w zapewnieniu bezpieczeństwa infrastruktury podwodnej. Mimo jego znaczenia, procesy geologiczne, które kształtują to środowisko, pozostają w dużej mierze niepoznane. W odpowiedzi na te wyzwania naukowcy z MBARI (Monterey Bay Aquarium Research Institute) opracowali innowacyjny system Geo-Sense, który wykorzystuje technologię rozproszonego wykrywania akustycznego (DAS). Ten przenośny instrument umożliwia precyzyjne monitorowanie dna morskiego na niespotykaną dotąd skalę, otwierając nowe możliwości w badaniach oceanicznych.
Rewolucja w monitorowaniu dna morskiego
Rozproszone wykrywanie akustyczne (DAS) to zaawansowana technologia, która przekształca światłowody w sieć czujników zdolnych do wykrywania zmian geologicznych na dnie morskim. DAS pozwala na monitorowanie zmian na odległość ponad 100 kilometrów (ponad 62 mile) oraz rejestrowanie procesów o wielkości od 1 do 10 metrów (od 3 do 33 stóp) z niezwykle wysoką rozdzielczością. Dzięki tej technologii naukowcy mogą obserwować procesy geologiczne, które wcześniej były zbyt trudne do zaobserwowania, zapewniając jednocześnie zasięg na większym obszarze i przez dłuższe okres czasu.
Nowy wymiar badań geologicznych
Geo-Sense to przenośny system DAS, który rozwiązuje kluczowe ograniczenia związane z wykorzystaniem komercyjnych kabli światłowodowych. Dotychczas naukowcy musieli bazować na kablach, które były trudno dostępne w celach badawczych i często znajdowały się w miejscach o znikomym znaczeniu geologicznym. Geo-Sense eliminuje te bariery, umożliwiając wdrożenie technologii w dowolnej lokalizacji, gdzie występują interesujące procesy geologiczne.
28 stycznia 2025 roku prototyp Geo-Sense został pomyślnie wdrożony ze statku badawczego Rachel Carson na południowym zboczu Monterey Canyon. System składa się z kilometrowego (3281 stóp) opancerzonego kabla światłowodowego, specjalistycznych złączy oraz interrogatora DAS zasilanego 30-kilowatogodzinowym akumulatorem litowym. Po wdrożeniu zespół naukowców pobrał dane, które zostaną porównane z pomiarami uzyskanymi przez sejsmometry i inne instrumenty rozmieszczone w kanionie. Analiza ta pozwoli na ocenę skuteczności Geo-Sense w wykrywaniu i charakteryzowaniu przepływów osadowych w Monterey Canyon.
Najczęściej czytane:
Zastosowania Geo-Sense w monitorowaniu dna morskiego
Geo-Sense umożliwia naukowcom monitorowanie szeregu procesów geologicznych m.in. takich jak:
- Transport osadów – kluczowy proces wpływający na kształtowanie marginesów kontynentalnych.
- Podwodne osuwiska – zjawiska stanowiące zagrożenie dla infrastruktury podwodnej.
- Przesiąkanie płynów – procesy związane z aktywnymi zimnymi wyciekami, które mogą wpływać na ekosystemy morskie.
Dzięki danym o wysokiej rozdzielczości i możliwości długoterminowego monitorowania Geo-Sense pozwala na zminimalizowanie liczby niezbadanych obszarów geograficznych w badaniach dna morskiego. Instrument ten odgrywa również istotną rolę w wykrywaniu zagrożeń geologicznych, takich jak trzęsienia ziemi czy prądy podmorskie.
Przyszłość badań z Geo-Sense
Zespół MBARI planuje kolejne wdrożenie instrumentu Geo-Sense pod koniec 2025 roku w innej lokalizacji Monterey Canyon, a w 2026 roku zamierza wykorzystać system do monitorowania aktywnych zimnych wycieków. Kolejne wdrożenia pozwolą naukowcom na ocenę skuteczność DAS w monitorowaniu procesów geologicznych, które mają kluczowe znaczenie dla zmiany struktury dna morskiego.
Jak podkreśla starszy naukowiec MBARI, Aaron Micallef: „Naszym celem jest przekształcenie naszego rozumienia początku i ewolucji aktywnych procesów na dnie morskim. Dane z Geo-Sense ulepszą systemy wczesnego ostrzegania przed zagrożeniami naturalnymi na morzu i poprawią wgląd w rolę procesów na dnie morskim w dynamice oceanograficznej”.
Geo-Sense to przełomowa technologia, która otwiera nowe możliwości badania dna morskiego. Dzięki wykorzystaniu technologii DAS instrument ten pozwala na precyzyjne badania geologiczne na dużą skalę, które mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia procesów kształtujących środowisko morskie. Współpraca MBARI i Sintela pokazuje, że innowacje technologiczne mogą zmienić sposób, w jaki naukowcy badają ocean. Geo-Sense to krok naprzód w nauce o oceanie, który nie tylko poprawia bezpieczeństwo infrastruktury podwodnej, ale także dostarcza nowych informacji o dynamice dna morskiego i jego wpływie na ekosystemy.
