美国太空总署nasa(美国太空总署黑人女性)

海洋覆盖了我们地球表面的70%以上,但是80%以上的海洋还没有被人类探索。其实我们常说,人类对火星和月球表面的了解,比我们对海洋深处的了解还要多。

美国太空总署nasa(美国太空总署黑人女性)

美国的空 NASA有一个深海探测计划来弥补这个不足。人们希望对地球海洋最深处的探索和发现能够帮助我们一窥其他星球的海洋可能是什么样子。另外,我们可以尝试在地球上最极端的自然环境下,突破人类科技的极限。这次深海探险充满了奇迹和危机,巨大的水压引发爆炸灾难的风险也不小。

美国国家航天局空希望深海探索的发现有助于解开外太空的一些秘密空,同时也可以测试探索太阳系其他星球所需的一些设备和实验。

地球最深处与NASA希望探索太阳系某些行星的环境惊人的相似。对地球深处的探索甚至可以提供线索,告诉科学家去哪里寻找外星生命。

地球海洋的最深处以希腊神话中地狱守护者哈迪斯的名字命名,被称为哈达尔带。这条超深渊带真的很像人类想象中的地狱的冥界,是地球上令人望而生畏的禁地。它由深不可测的盆地和海沟组成,最深处可达海洋表面以下11公里。海底的总面积相当于整个澳大利亚。到目前为止,只有屈指可数的深海潜航器敢于闯入这个黑暗的深渊。

正是在这个黑暗的深渊中,来自美国NASA 空的科学家与马萨诸塞州的伍兹霍尔海洋研究所(Whoi)合作,试图探索和研究地球生命的极限。甚至科学家在探索深海带时也使用与Tai 空探索相同的术语。例如,近年来,海洋生物学家向深海区的“坠毁地”发送了许多装有传感器和照相机的“着陆器”进行测量。

南加州美国宇航局喷气推进实验室的工程师正在建造一种新型的自动深海探测机器人,用于绘制以前无法到达的深海区最深海底的地图。

这个深海探测器被命名为“俄耳甫斯”。俄耳甫斯是希腊神话中的英雄。据说他去了深渊中的冥界。俄耳甫斯采用了一种类似于美国宇航局“坚忍号”火星探测器的视觉导航技术,使用超灵敏相机来识别海底的岩石层、贝壳和其他特征,从而绘制出一幅充满地标的三维地图,或者换句话说,就是海底标志物。这项技术不仅可以让深海探索机器人找到自己的路径,还可以识别已经探索过的地方。也许它还可以帮助俄耳甫斯对生活在这种恶劣环境中的生物形式有新的发现。

领导伍兹霍尔海洋研究所深海探索项目的深海生物学家蒂姆·尚克(Tim Shank)说,“俄耳甫斯是一种尝试。如果探索成功,海洋中就没有人类无法到达的地方。”

这并不是Shank第一次尝试深入超深渊的黑暗深处。2014年,俄耳甫斯的前身涅柔斯号被派往新西兰东北部的克马德克海沟探险。但潜水探头在水下10公里处爆炸,可能是因为承受不了巨大的水压。

申克说:“十二个小时后,我们看到Nerus变成了小碎片。”他补充说,Nerus的失败让他们重新思考他们探索深海区域的新方法。重新设计的深海探测器orpheus大小与四轮自行车相当,重量约为250kg,比以前所有的水下探测器都轻得多,也便宜得多。使轻量级的俄耳甫斯更加灵活,能够进入以前从未探索过的海底深处的海沟和水下喷泉。

长期以来,海洋生物学家认为超级深渊地带不可能存在生命,但在20世纪上半叶,深海潜航器冒险进入这片海域,却发现在这片原本被认为是禁区的地方也有可能存在生命。

当时,科学家们仍然认为所有的海洋生物,无一例外,都是由光合作用提供动力的食物链维持的。海洋表面的植物、藻类和一些海洋细菌将太阳的能量转化为糖,储存在它们的生物体内,然后被食草动物吃掉,再被食肉海洋动物吃掉,形成海洋食物链。科学家们确信,生活在深海中的生物依靠死去的生物来延续生命。它们赖以生存的生物包括动物尸体、粪便和从海洋上层落下的“海洋雪”,即像深海中的雪花一样不断沉降的有机碎片。

当时,一些科学家认为,海洋最深处没有足够的食物来维持任何海洋生物,那里太黑暗和寒冷,根本不存在生命。

然而,在1977年,当一个美国研究小组将一个遥控的阿尔文号潜水器(Alvin潜水器)降至2440米深处的太平洋海底时,人类对深海生物的认识彻底改变了。这艘潜水船的任务是给海底的温泉拍照。因为海底的火山活动,不断有热量从海底的火山口冒出来。

科学家们震惊地发现,在这个海底火山口周围有一个充满活力的生态系统,充满了海洋生物,如半透明的蜗牛和片脚类动物,以及从未见过的微小的跳蚤状甲壳动物。

申克说,“有了这个发现,我们在地球上发现了一种全新的生命形式。这些深海动物不依赖阳光…而是依靠海底深处的化学物质生存。”

但是科学家们也很困惑。生活在深渊底部的物种如何忍受巨大的水压,延续生命?

申克说,在超深区域,“水压达到每平方英寸15000磅。这里的压力大到可以把动物的每一个细胞都挤出来。”

在1977年首次目睹这一水下奇观后,科学家发现生活在这一海底深度的生物之所以能够存活,是因为它们的细胞已经能够承受巨大的水压。生活在深海区的生物,如巨型甲壳动物和狮子鱼,体内有一种叫做压电体(来自希腊语,表示压力)的物质,可以防止体内的细胞膜和蛋白质在极高的压力下被压碎。溶菌酶会增加细胞内蛋白质的空空间来抵消周围水的重量,抵消压力。

在如此恶劣的环境中发现有生物不仅可以生存,还可以繁衍生息,这给生物学家提出了一个重要的问题:在我们地球领域之外的其他星球的海洋世界中,是否可以发现这样的生物?

在木星的卫星木卫二的冰冻外壳下,是一个液态海洋,据认为其深度在60到150公里之间,其含水量是地球上海洋总含水量的两倍。阳光无法穿透木卫二厚厚的冰壳外层,冰层上有纵横交错的裂缝和破碎的痕迹。木卫二冰壳下的压力相当于地球海洋超深区的压力。

申克说。“我们的地球也有自己的欧罗巴(即月球)。我不知道我们如何在地球的欧罗巴上探索,除非它已经在地球上试用过了。”

据信,能够探测地球海洋深海区的机器人在6.283亿公里外的冰冻月球(地球的欧罗巴)上也能做到这一点。

参与建造俄耳甫斯号的美国宇航局喷气推进实验室工程师拉塞尔·史密斯(Russell Smith)说,“对我们来说,地球的深海海底是一个很好的实验场所,我们可以开发技术,成功进入这些行星的海洋世界。”

但是,能在外太空空或深海工作的机器人必须是完全自动化的。史密斯说:“机器人必须能够做决定。”他指出,orpheus的目标是能够对海水中的环境DNA和化学物质进行检测和分类,并从海底取回样本。

他说,为超深渊带制造探测机器人是一项非常艰巨的任务。

俄耳甫斯必须承受巨大的水压和极端的温度。超深带的水温仅略高于冰点,但深海温泉周围的温度可高达370摄氏度。

史密斯说,“开发一个可以在海洋深渊工作的机器人是非常困难的。需要一个相当厚的外壳来防止电子设备被压碎或淹没。”俄耳甫斯外壳的一部分由合成泡沫材料制成,这是一种由放置在环氧树脂中的微小玻璃球组成的浮力材料。俄耳甫斯使用的贝壳泡沫是电影导演詹姆斯·卡梅隆的《深海挑战者》中剩余的材料。卡梅伦2012年乘坐深海挑战者号沉入西太平洋马里亚纳海沟海底。

由于深海是黑暗的,俄耳甫斯配备了巨大的聚光灯。但是,如果聚光灯一直开着关着,机器人的电池很快就会耗尽,机器人就会被困在海洋深渊中,无法动弹。史密斯表示,为了省电,orpheus在不拍照或采样时会切换到低功耗模式。

2017年,美国国家航天局[/k0/]启动了系统的水下生物地球化学科学与探索模拟(Subsea),该模拟集成了空间空和海洋探索的研究与探索。到目前为止,这个项目已经完成了两项任务:使用遥控潜水器探索太平洋海底的温泉喷口。

科学家认为,距离夏威夷海岸约30公里的罗希海底火山(Lō `ihi)周围的火山活动,以及距离美国加利福尼亚州和俄勒冈州边界120公里的戈尔达山脊,与欧罗巴和土星卫星恩克拉多斯在冰下海洋世界可能发现的东西非常相似。

地球生物学家Darlene Lim负责美国空总局的海底项目,并协助Tai 空人探索月球和外层空间,她说:“整个海底项目是基于我们的发现,即地球深海区域的特征可能与一些行星的活动环境非常相似,如土卫二。”

通过海底计划的这两次深海探测行动,科学家们对这两个海底火山口的地质和化学条件以及周围的生态有了更多的了解。

海洋的深海区不仅有生命的存在,还为我们维持着一个丰富的,或许有些奇怪的生态系统。到目前为止,发现生活在海洋最深处的生物之一是一种巨型片脚类动物,体长超过8厘米。它是在秘鲁-智利海沟的最深处,也就是深度8公里以下的理查兹深海发现的。这种深海甲壳类动物名为Eurythenes atacamensis,是虾的近亲。它是一种食腐动物,以海洋上层漂浮下来的海洋生物残骸为食。它是由英国纽卡斯尔大学海洋生物学家约翰娜·韦斯顿等研究人员在2018年发现的。据悉,这是秘鲁-智利海沟中最大的生物之一。

此外,在这片深海区域,至少还有狮子鱼科、长腿等三种奇特而脆弱的物种。这些生物中的每一种都可以在深渊中的极端水压、低温和黑暗环境中生存。

达琳·林说,“这些海底温泉喷口是完全无害的。你必须非常仔细地观察从海底上升的热水和非常冷的海水相互作用的温度变化。甚至这个行动本身就很有价值,因为我们可能需要探索太阳系的一些海洋世界。”

尽管向木卫二和土卫二发射机器人探测器可能需要几十年的时间,但美国航天局的科学家们已经将他们从深海探索中获得的知识应用到Tai 空任务中。

到2023年,美国宇航局将发射一个机器人漫游车,在月球南极寻找水冰。这项名为“挥发物调查极地探索漫游车(Viper)”的任务,将研究月球环形山Nobile附近的冰,希望将来开采月球冰作为火箭燃料或饮用水。虽然它不是在水下操作,但这种在月球上漫游的漫游车将面临许多与水下探索相同的技术挑战。

达琳·林也是毒蛇项目的副首席科学家。她说,“我们将把从海底学到的所有知识应用到蝰蛇计划中。”

水下项目旨在确保科学家能够在充满挑战的环境中实现他们在通信和技术方面的研究目标。

从操作上看,海洋和泰空探索也有很多相同之处。机器人被派往这两个领域,探索人类无法到达的危险环境,科学家团队得到远程支持。此外,该计划还可以帮助宇航员为未来在月球基地控制机器人设备奠定基础。

Subsea计划与不到10名科学家一起探索海洋,但他们将与更多的陆上团队同事一起工作。至于蝰蛇计划,一个团队在地球上几乎同时操作月球车,必须快速分析数据,做出决策。

参与这两个项目的美国宇航局社会科学家Zaramir Malec正在努力帮助科学家为极端环境下的探索做准备。她说,有效的沟通在这些任务中至关重要。

由于深海探索的复杂性,科学家们不得不根据海洋条件、天气和盐度随时调整计划和改变决定。米尔·马利克说:“你的时间往往比预期的要少。深海作业难度极大,因为深海环境对技术要求很高。”

她说在Tai 空的任务中交流是极其有限的。为了应对泰怀空的情况,米尔·马莱克限制水下科学家每天只能交流一次。她说,“没有一个错误,

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