해저 탐사

해저 탐사, 해수 및 해저 및 지구의 조사 및 설명.

주요 목표 및 성과

해저 탐사 범위에는 해수의 물리적, 화학적 특성, 해상에서의 모든 생활 방식, 지각의 지질 학적 및 지구 물리학 적 특징이 포함됩니다. 현장의 연구원들은 그러한 특성을 정의하고 측정합니다. 패턴을 식별하기 위해지도를 준비합니다. 이지도, 측정 및 이론적 모델을 활용하여 지구 전체가 어떻게 작동하는지 더 잘 파악할 수 있습니다. 이 지식을 통해 과학자들은 예를 들어 장기 날씨 및 기후 변화를 예측할 수 있으며 지구 자원을보다 효율적으로 탐색 및 개발할 수 있으며 결과적으로 환경을보다 효율적으로 관리 할 수 ​​있습니다.

1872 ~ 76 년 영국 배“도전”의 다 분야 탐험은 최초의 주요 해저 조사였습니다. 주요 목표는 그물 토우와 준설을 통해 심해 생물을 찾는 것이었지만, 물리적 및 화학적 연구 결과는 넓은 바다의 온도와 염분 분포에 대한 과학적 지식을 넓혔습니다. 더욱이, 탐험 중에 전 세계에서 와이어 사운 딩에 의한 깊이 측정이 수행되었습니다.

“도전”항해 이후 과학자들은 해양의 역학, 해양 성분, 표면 아래에 무엇이 있는지에 대해 많은 것을 배웠습니다. 연구자들은 지표 풍과 열과 강우의 분포를 보여주는 세계지도를 만들어 냈으며, 이들은 모두 끊임없는 움직임으로 바다를 몰기 위해 함께 작동합니다. 그들은 지표면의 폭풍이 바다 깊숙이 스며 들어 실제로 심해 퇴적물이 파문이 나고 움직일 수 있음을 발견했습니다. 최근의 연구에 따르면 에디라고 불리는 폭풍은 바다 자체에서 발생하며 엘니뇨와 같은 기후 적 이상은 바다와 대기의 상호 작용에 의해 발생한다는 것이 밝혀졌습니다.

다른 조사에 따르면 대양은 다량의 이산화탄소를 흡수하므로 대기의 축적을 지연시키는 데 중요한 역할을합니다. 해양의 영향을 완화시키지 않으면 서 (석탄, 석유 및 천연 가스의 광범위한 연소로 인해) 대기로의 이산화탄소 유입이 꾸준히 증가함에 따라 소위 온실 효과, 즉 대기 중의 이산화탄소와 수증기에 의해 지구 표면으로의 적외선 에너지의 흡수와 재발에 의한 지구 온난화.

해양 생물학 분야는 새로운 샘플링 방법의 개발로 이익을 얻었습니다. 이 중 광범위한 음향 기술은 다양한 어류 개체수와 분포를 보여 주었으며 심해 잠수정에 의해 가능한 직접적이고 근접한 관찰로 인해 비정상적이고 (예기치 않은) 종과 현상이 발견되었습니다.

지질학 분야에서 해저 지형의 해저 탐사와 중력 및 자기 특성으로 인해 대륙판 운동의 세계적인 패턴이 인식되었습니다. 이 패턴은 판 구조론 개념의 기초를 형성하는데, 이는 대륙의 표류와 해저 확산의 초기 가설을 합성 한 것이다. 앞서 언급 한 바와 같이,이 개념은 지구의 역동적 인 특징 (예: 지진 활동, 산 건설 및 화산 활동)에 대한 과학적 이해에 혁명을 가져 왔을뿐만 아니라 경제적, 정치적 영향을 발견했습니다. 지구 과학자들은 해저 확산의 중부 바다 중심이 중요한 금속 퇴적 지이기도하다는 사실을 발견했습니다. 이 센터와 관련된 열수 순환은 아연, 구리, 납,은 및 금을 포함하여 세계 경제에 중요한 상당량의 금속 축적 물을 생성합니다. 전체 해저에 분포 된 결절에서 망간, 코발트, 니켈 및 기타 상업적으로 귀중한 금속이 풍부하게 매장되어 있습니다. 후자의 발견은 선진국과 개발 도상국 사이에서 이러한 자원의 공유를 요구하는 해양법 협약 (1982)의 수립에 주요한 요인으로 판명되었다. 이러한 발견의 착취는 심해 채굴 및 운송을 위해 상업적으로 실행 가능한 기술의 도입만을 기다리고 있습니다.

해저 탐사의 기본 요소

플랫폼

모든 종류의 해저 탐사는 플랫폼, 대부분의 경우 선박, 부표, 항공기 또는 위성에서 수행해야합니다. 수중 탐사 활동의 전체 보완을 수행 할 수있는 전형적인 해양 선박의 크기는 약 50 미터에서 150 미터입니다. 그들은 16 명에서 50 명의 과학 승무원을 지원하고 일반적으로 학제 간 연구의 전체 범위를 허용합니다. 이러한 종류의 연구 선박의 한 예는 Scripps Institute of Oceanography가 운영하는“Melville”입니다. 그것은 2,075 톤의 배출량을 가지며 25 명의 승무원 외에 25 명의 과학자를 태울 수 있습니다. 이 시스템은 이중 사이클로이드 추진 시스템으로 구동되며 뛰어난 기동성을 제공합니다.

딥 어스 샘플링을위한 공동 해양 기관을 위해 Texas A & M University에서 운영하는 "JOIDES Resolution"은 연구 선박의 주요 발전을 나타냅니다. 길이가 145 미터에 달하는 개조 된 상업용 드릴 선은 18,600 톤의 배수량을 가지며, 수로 위로 62 미터 연장되는 데릭을 갖추고 있습니다 (사진 참조). 컴퓨터로 제어되는 다이나믹 포지셔닝 시스템을 사용하면 선박을 특정 위치에 머무르는 동안 최대 8,300 미터 깊이의 물을 뚫을 수 있습니다. 선박의 시추 시스템은 해저 아래에서 코어를 수집하도록 설계되었습니다. 9,200 미터의 드릴 파이프를 처리 할 수 ​​있습니다. 따라서 선박은 심해 유역과 참호의 바닥을 포함하여 대부분의 해저를 샘플링 할 수 있습니다. "JOIDES Resolution"에는 다른 주목할만한 기능이 있습니다. 최대 8 미터의 파도, 초당 최대 23 미터의 바람, 초당 1.3 미터의 전류에서 작동 할 수 있습니다. 얼음에서 사용하도록 제작되어 높은 위도에서 드릴링 작업을 수행 할 수 있습니다. 이 배는 50 명의 과학자와 승무원 및 시추 팀을 수용 할 수 있으며 지구 물리학 실험실은 총 930 평방 미터에 이릅니다.

다른 특수 선박에는 조종사와 2 명의 과학 관찰자를 4,000 미터 깊이까지 운반 할 수있는“Alvin”이라는 심해 침수 연구 차량이 포함됩니다. “Alvin”의 기동성은 중서부 해저 확산 센터와 그 장소에 살고있는 이전에 알려지지 않은 생물학적 공동체의 미네랄 퇴적물 발견에 중추적 역할을했습니다. 또 다른 다용도 선박은 FLIP (Floating Instrument Platform)입니다. 연구 사이트에 수평 위치로 견인되는 길고 좁은 플랫폼입니다. 위치에 도달하면 밸러스트 탱크가 침수되어 선박을 수직 위치로 뒤집습니다. 선박의 17 미터 만 수선 위로 연장되며 나머지 92 미터는 완전히 침수됩니다. 파도의 상승 및 하강은 변위에 매우 작은 변화를 일으켜 높은 수준의 안정성을 제공합니다.

안정성과 사용 편의성이 더욱 향상된 새로운 선박 설계에는 SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull) 설계가 포함됩니다. 이 설계 유형에서는 수면 위로 올라가는 구조물을지지하기 위해 이중 침수 식 유선형 선체를 사용해야합니다. 데크 형상은 종래의 표면 용기의 경우와 같이 선체 형상에 의해 완전히 구속되지 않는다. 침수 된 선체의 깊이로 인해 선박의 움직임이 크게 줄어 듭니다. 주어진 변위에 대해 SWATH 유형 선박은 단일 선체 선박이 할 수있는 데크 공간의 두 배를 단일 선체 설계 유형의 10 % 만 제공 할 수 있습니다. 또한 대형 중앙 개구부 또는 웰을 사용하여 기기를 표시하고 복구 할 수 있습니다.