Cientistas estabelecem recorde com robôs autônomos

Postado por Michelle Howard • 9 abril 2018

Em um esforço conjunto entre a Colaboração Simons em Processos Oceânicos e Ecologia (SCOPE), o Instituto de Pesquisa do Aquário da Baía de Monterey (MBARI) eo Instituto Schmidt Ocean (SOI), vários veículos subaquáticos autônomos de longo alcance (LRAUVs) completaram com sucesso seu primeiro viagem em mar aberto, obtendo dados sobre a coluna de água até 250 metros, enquanto coleta e arquiva autonomamente amostras de água do mar para capturar a dinâmica da comunidade microbiana no interior dos oceanos.

Desde 10 de março de 2018, a equipe do navio de pesquisa Falkor está implantando esses novos robôs programados com diversos objetivos de missão diferentes, para fornecer uma visão de alta resolução sem precedentes dos micróbios do oceano aberto.

A implantação de vários veículos simultaneamente permitiu que a equipe de pesquisa experimentasse continuamente o máximo de clorofila profunda biologicamente importante dentro de um campo de remoinho em movimento, estabelecendo um novo recorde de duração nesse tipo de missão. Os redemoinhos do oceano aberto são massas rodopiantes de água que se movem lentamente pelo Oceano Pacífico e podem ter grandes efeitos nos micróbios oceânicos.

Os AUVs foram implantados pela primeira vez em águas havaianas e permaneceram na água coletando dados por quase 100 horas antes da recuperação. O tempo é importante, pois permite que a equipe de cientistas mapeie a estrutura do vórtice em 3D, enquanto faz amostragem ao longo de vários ciclos diários. Essa amostragem temporal é fundamental, pois, como pessoas, acredita-se que o plâncton microbiano sincroniza suas atividades em ciclos diários repetitivos. Os LRAUVs ​​poderiam simultaneamente mapear e amostrar as características oceanográficas em muito mais espaço e temporal do que seria possível usando outras plataformas.

Eddies têm sido difíceis de estudar por causa de sua variabilidade natural, o que significa que seu impacto na biologia oceânica, especificamente as comunidades microbianas presas no interior, não é bem compreendido. Este cruzeiro se concentrou em um turbilhão ciclônico, girando no sentido anti-horário, o que resulta em um aumento da coluna de água que traz nutrientes e organismos de maiores profundidades para perto da superfície e da luz solar. Acredita-se que isso aumente a produtividade e a atividade primária do fitoplâncton em comunidades microbianas que normalmente residem em águas mais escuras e profundas.

Os principais investigadores da expedição, os drs. Edward DeLong e David Karl, professores de oceanografia da Escola de Ciências e Tecnologia do Mar e da Terra do UH Mānoa (SOEST), estudam esses micróbios há décadas. “Esses novos drones subaquáticos estenderão nosso alcance para estudar áreas remotas e nos permitirão amostrar e estudar eventos e características oceanográficas, mesmo quando navios não estiverem disponíveis”, disse DeLong. “Olhar um dia na vida de todos esses micróbios oceânicos e rastreá-los autonomamente para ver o que acontece no dia a dia é algo que nunca foi possível antes”.

Os redemoinhos são grandes (~ 100 km de diâmetro), portanto, o uso de instrumentos autônomos, como os LRAUVs, facilita muito os estudos de sua variabilidade em escalas espaciais e temporais relevantes. O mês de Falkor, na água, também ajudará a validar e informar observações remotas de estruturas de vórtices e evolução que são derivadas de dados de satélite. Além disso, experimentos conduzidos pelos cientistas do SCOPE a bordo do Falkor e no mar fornecerão novas informações sobre como as características físicas dos turbilhões afetam os processos biológicos e a produtividade dos oceanos ao longo do tempo. Os principais cientistas esperam obter insights únicos sobre a duração, estabilidade e influência dos turbilhões nos ecossistemas oceânicos; e melhorará os atuais modelos biogeoquímicos oceânicos que são críticos para a compreensão da saúde atual e futura dos oceanos do mundo. Além disso, as amostras coletadas pelo LRAUV contendo DNA da comunidade microbiana serão analisadas em terra com estudos genômicos que visam compreender a função, a atividade e as sensibilidades ambientais das populações microbianas que formam a base da cadeia alimentar do oceano.