Videnskabsmand på arbejde:Jeg er en geolog, der dykkede snesevis af gange for at udforske undersøiske vulkaner

At stirre op på nattehimlen som barn og spekulere på, hvad der var derude, startede min rejse til en karriere, der involverer at dykke i et trangt nedsænket fartøj ned i dybhavets mørke for at se, hvad der er.

Da jeg var 15 år gammel, Jeg opdagede, at jeg allerede var for stor til at passe i de små tidlige rumkapsler som astronaut. Mit fokus flyttede mod det indre rum, takket være Jacques Cousteaus dokumentarfilm, detaljerede kort over havbunden og historiske dyk til de dybeste dele af havet i nedsænkelige undervandsområder.

På college, Jeg blev introduceret til geologiens vidundere, og hvordan den udbredte havbund var en af ​​nøglerne til at forstå den nyudviklede teori om pladetektonik. Jeg var hooked.

Efter at have opnået min ph.d. min gymnasiekollega Dan Fornari forbandt mig med forskere fra National Oceanic and Atmospheric Administration, der brugte HOV (Human Occupied Vehicle) Alvin til at studere geologien i Galapagos -riften - en spredt højderyg, hvor hydrotermiske ventilationsåbninger i dybhavet og dyresamfund var først opdaget i slutningen af ​​1970'erne. De havde brug for en "hard-rock" geolog med en marin geologisk baggrund for at samarbejde med dem-og jeg var begejstret for at deltage i deres ekspedition, der forlod Acapulco. En tektonisk begivenhed stoppede mig næsten fra at deltage i krydstogtet, da jordskælvet i Mexico City i 1985 forsinkede mit fly i timevis.

Mit første Alvin -dyk i den aktive vulkanske kløft var næsten uden beskrivelse:skræmmende, spændende, spændende, trættende og den mest spændende begivenhed i mit liv til det punkt. Selvom Alvin-piloternes træning før krydstogt er meget grundig, frygten for det ukendte blev ved, indtil lugen blev lukket, og vi blev sænket ned i vandet.

Hvad vil jeg se? Hvor farligt er det egentlig? Vil den forseglede kugle virkelig beskytte mig mod knusetrykket i dybden? Hvordan er det at være i sådan et lille rum med to andre mennesker i otte timer? Kan jeg huske alt det, jeg skal gøre? Tør jeg drikke den medfølgende kaffe? Til min forbløffelse, vi var på vej tilbage til overfladen, før jeg vidste af det - mit adrenalinniveau er stadig højt.

Det krydstogt og resultaterne fra den vellykkede forskning markerede begyndelsen på min karriere som en af ​​de få geologer, der arbejder og studerer vulkaner på midterhavet. Siden dykkeserien i 1985, Jeg har haft omkring 40 dyk i Alvin til dybder på næsten 13, 000 fod - indtil for nylig tæt på grænsen for Alvins muligheder. Da hvert dyk typisk bruger seks timer på bunden, Jeg har i alt brugt omkring 10 dage på bunden af ​​havet - som en "akvanaut".

Forbereder at dykke ned i dybet

Min typiske dykkerforberedelse starter faktisk i planlægningsfasen af ​​et krydstogt kort tid efter, at en ekspedition er finansieret og et bestemt oceanografisk skib er planlagt. Forskningsfartøjet Atlantis er specielt udstyret til at være vært for Alvin og betjene flere dybe nedsænkningskøretøjer under et enkelt dyk. De fleste krydstogter varer cirka en måned, med omkring 20 til 25 dyk planlagt på forhånd. Et par dage før hvert dyk, forskere studerer kort over dykkerområdet, diskutere lokaliteter til specifik prøvetagning og målinger.

Natten før dykket, forskere klargør hver en pose (generelt et pudebetræk) fuld af tøj og optagemateriale, de skal bruge. Dette inkluderer typisk en varm hat, bukser, trøje og ekstra sokker at tage på, mens de er på bunden, fordi subben hurtigt bliver kold og fugtig i det næsten frysende havvand på dybden. Jeg forsøger at få en god nats søvn, fordi et typisk otte timers dyk kan være mentalt og fysisk udmattende.

Jeg spiser eller drikker generelt ikke meget om morgenen på et dyk og bruger lidt tid på at strække mig, før jeg skal presse mig ind i "bolden, "som kuglens indre kaldes. Ved 8 -tiden, kl. Alvin er tjekket ud, hjulet i aflastningsposition og er klar til, at de tre akvanauter glider ned i lugen og sætter sig på plads.

Piloten sidder oprejst i midten af ​​bolden, mens min kollega og jeg er gemt på hver side under stativer af elektronik i en halvt tilbøjelig position. Der er ikke plads nok til helt at forlænge mine ben i denne position. Den tunge luge over os er lukket og forseglet luft- og vandtæt for at opretholde atmosfærisk tryk under hele dykket - ingen vej tilbage nu.

Piloten slår på kuldioxidskrubber, der genbruger den luft, vi indånder for hele dykket, og justerer regulatoren, der langsomt lækker ekstra ilt ind i kuglen. På lige under 6 fod høj, Jeg kan bare stå oprejst bagved, hvor piloten sidder, men der er kun plads til en. Andet end at strække mine ben, det meste af tiden er jeg på knæ og kigger ud af de fremadgående eller sidehuller eller kladder noter på prøveark.

Alvin rykker frem og tilbage, da det løftes af dækket og svingede ud over havet for at blive affyret. Så er der den trøstende lyd og fornemmelse af vores indtræden i havet, da havvand begynder at dække de fem små cirkulære vinduer. Jeg kan se huddykkerne svømme rundt i subben, kontrollere for at sikre, at vores udstyr stadig er på plads, mens de fortryder genoprettelseslinjen til skibet.

Efter at have gennemgået en række udstyr og sikkerhedstest, vi får OK til at begynde vores langsomme nedstigning - faldende omkring 110 fod i minuttet, det vil tage over en time at nå 8, 000 fod. Kraftigt lys fra overfladen reflekterer millioner af små bobler, der strømmer rundt om Alvin, mens vi frigiver noget luft for at hjælpe os med at synke. Ret hurtigt falder skibets lyde, og gyngningen fra overfladebølger stopper. Sammenlignet med al bevægelse og støj på Atlantis, interiøret i Alvin er behageligt stille og roligt bortset fra summen af ​​luftskrubberne og noget musik, valgt af piloten, spiller i baggrunden.

Da vi støt og roligt drev til bunden, lyset udenfor begynder hurtigt at falme, bliver grønlig i starten, derefter langsomt meget mørkeblå. Små røde læselamper oplyser kuglens indre. Vi holder Alvins eksterne lys slukket for at spare på den batteristrøm, der er nødvendig for at drive os på bunden. Efter 10 minutter, dybere end 600 fod, den er næsten lysløs, og hundredvis af glødende bioluminescerende organismer strømmer forbi koøjerne. Dette magiske lysshow minder mig om den nattehimmel, jeg stirrede på i min ungdom.

En halv time går og omkring 3, 300 fod er vi i "midnatzonen", hvor intet lys trænger ind, og den skinnende blågrønne fosforescens virker endnu lysere og mere dramatisk. På dette tidspunkt, Jeg føler mig godt tilpas, men ivrig efter at komme på arbejde på havbunden, forsøger at forudse, hvad vi kan se.

Videnskab på havbunden

Nærmer sig havbunden, Alvins eksterne lys tændes, og vi spejder for at lade piloten vide, når vi ser bunden. For mig, dette er en af ​​de mest spændende og ærefrygtindgydende dele af et dyk, fordi man aldrig ved, hvad der vil være der. Meget langsomt begynder lava- og sedimentdækkede gulv i havet at virke som om det var ude af en tåge ind i forlygterne.

På de fleste af mine dyk, vi lander væk fra den vulkansk og hydrotermisk aktive riftzone af sikkerhedsmæssige årsager. Disse områder er typisk dækket af forskellige typer lavastrømme - puder, lobates og arkstrømme støvet af sediment. Nærmere riftaksen, områder, hvor lavasøer fyldte, flød over, og derefter drænet og kollapset er almindeligt. Nogle områder har hundrede fod høje bunker af pude-lavaer, der har sivet ud af ventilationsåbninger eller rene vægge, der er hundreder af meter høje, der er blevet skubbet opad af tektoniske kræfter.

I nogle af de mest vulkansk aktive områder, Jeg har fundet hvidt, bomuldslignende organiske måtter, der dækker de sorte lavastrømme, der dannes af mikrober, der lever i den varme undergrund. Nogle gange blæses stykker af dem opad af strømme af varmt vand, der strømmer ud af revner og gruber i lavaerne. Jeg har set hydrotermiske ventilationsåbninger udsende sort, svovlrig røg, typisk omgivet af samfund af rørorm, krabber, muslinger, muslinger, rejer og usædvanlige fisk - skabninger, der kan overleve dette ekstreme miljø tusinder af fødder under overfladen.

I seks timer på bunden, Jeg leder piloten, hvor han skal hen, og hvad han skal prøve eller måle ved hjælp af Alvins to bemærkelsesværdigt smidige, men stærke hydrauliske arme. Flere digitale still- og videokameraer monteret på Alvins eksterne ramme optager vores rejse langs havbunden, mens mini -stemmeoptagere og håndskrevne noter dokumenterer vores observationer. Tiden går hurtigt og sjældent får vi gjort alt, hvad vi planlagde, før piloten bemærker, at vores batterier er ved at løbe tør og taber hundredvis af kilo jernvægte for at starte os på vores timelange transit til overfladen.

Selv med vores ekstra tøj på, det bliver ret koldt i slutningen af ​​et dyk, så de ekstra tæpper kommer ud, og jeg slår mig typisk til ro med en af ​​vores pakket jordnøddesmør og gelé -sandwich. Lysets lys lyser vores tilgang til overfladen, og jeg håber altid, at havene er forblevet rolige, ellers vil vi opleve nogle ubehagelige bobbinger rundt, mens vi venter på, at Alvin bliver genoprettet.

Når ombord på Atlantis og lugen åbnes, det er en lettelse at fylde mine lunger med varme, frisk luft og kunne strække mine ben igen. Ser på opsvinget, tillykke med dykkerne, især nye dykkere, og at tjekke de prøver, vi har fundet, er en aftenbegivenhed for forskerne.

Det har været mere end 45 år, jeg har undersøgt de geologiske egenskaber ved havbunden, og jeg er stadig begejstret for at tage dyk i Alvin. Vi prøver stadig, fotografere, filme og observere, forsøger at besvare spørgsmål om, hvordan over 60 procent af jordskorpen dannes. Hvordan bryder ubåds vulkaner ud, og hvad er de lavet af? Hvor og hvorfor dannes dybhavsgejsere - også kendt som hydrotermiske ventilationsåbninger - der spytter 750 graders væske? Og hvordan trives livet i disse ugæstfrie miljøer?

Selvom der er mange ubemandede robot subs, der kan dykke ned i dybere dybder i længere perioder, hvad forskere ser på videoskærme om bord fra fjernbetjente køretøjer kan ikke sammenlignes med faktisk at være på bunden og se det i tre dimensioner.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.