Voor de eerste keer, wetenschappers van de Universiteit van Hawaï in Mānoa (UH Mānoa) en het Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) zullen een kleine vloot van autonome onderwatervoertuigen voor de lange afstand (LRAUV's) inzetten die de mogelijkheid hebben om zeewatermonsters automatisch te verzamelen en te archiveren . Met deze nieuwe robots kunnen onderzoekers oceaanmicroben in ongekend detail volgen en bestuderen.

Oceaanmicroben produceren minstens vijftig procent van de zuurstof in onze atmosfeer terwijl ze grote hoeveelheden koolstofdioxide verwijderen. Ze vormen ook de basis van mariene voedselwebben, inclusief die welke de wereldwijde oceaanvisserij ondersteunen. Edward DeLong en David Karl, oceanografieprofessoren aan de UH Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) bestuderen deze microben al tientallen jaren. Voor dit project, zij en hun teams werken samen met ingenieurs van MBARI om nieuwe manieren te testen om op adaptieve wijze oceanografische kenmerken te bemonsteren, zoals open oceaan wervelingen, kolkende watermassa's die langzaam over de Stille Oceaan bewegen, die grote effecten kunnen hebben op oceaanmicroben.

Eind februari 2018, MBARI-ingenieurs voltooiden de constructie en het testen van drie nieuwe LRAUV's in samenwerking met UH Mānoa-wetenschappers, en leverde ze vorige week af voor hun eerste inzet in de wateren van Hawaï. Terwijl de LRAUV's door de oceaan bewegen, ze verzamelen informatie over de watertemperatuur, scheikunde, en chlorofyl (een indicator van microscopisch kleine algen) en stuur deze gegevens naar wetenschappers aan de wal of op een nabijgelegen schip. Aanvullend, een uniek aspect van deze AUV's is een geïntegreerde Environmental Sample Processor (ESP), een miniatuur robotlaboratorium dat zeewatermonsters op zee verzamelt en bewaart, waardoor onderzoekers een momentopname kunnen maken van het genetische materiaal en de eiwitten van de organismen.

MBARI ontwikkelt al zo'n 15 jaar ESP's. De eerste instrumenten waren ongeveer zo groot als een trommel van 55 gallon. Deze nieuwste ESP's, de derde generatie, hebben een diameter van acht tot tien inch - een tiende van de oorspronkelijke grootte - en zijn speciaal ontworpen om in een LRAUV te passen.

Jim Berk, De hoofdingenieur van MBARI over het ESP-project merkte op:"Toen we het voor het eerst hadden over het plaatsen van een ESP in een AUV, Ik dacht bij mezelf 'dit gaat nooit gebeuren'. Maar nu denk ik echt dat dit de oceanografie gaat transformeren door ons een blijvende aanwezigheid in de oceaan te geven - een aanwezigheid waarvoor geen boot nodig is, kan werken in alle weersomstandigheden, en kan binnen dezelfde watermassa blijven als het rond de open oceaan drijft."

Met zijn landmeetkundige vermogen, de LRAUV stelt wetenschappers in staat om te ontdekken, spoor, en proef wervelingen in de open oceaan, die meer dan 100 kilometer (62 mijl) breed kan zijn en maandenlang meegaat. Wanneer deze draaikolken tegen de klok in draaien, brengen ze water uit de diepte naar de oppervlakte. Dit water bevat vaak voedingsstoffen die microscopisch kleine algen (fytoplankton) nodig hebben om te overleven.

"De nieuwe LRAUV's kunnen meer dan 600 mijl afleggen, en hun eigen 'ogen en oren' gebruiken om belangrijke oceanografische gebeurtenissen zoals fytoplanktonbloei te detecteren, "DeLong legde uit. "Deze nieuwe onderwaterdrones zullen ons bereik aanzienlijk vergroten om afgelegen gebieden te bestuderen, en zal ons ook in staat stellen om oceanografische gebeurtenissen en functies die we kunnen zien door satellietbeelden op afstand te bestuderen en te bestuderen, zelfs als er geen schepen beschikbaar zijn."

Een expeditiecruise aan boord van het onderzoeksschip Falkor van het Schmidt Ocean Institute (SOI) vertrekt op 10 maart voor proefvaarten in open oceaan van de nieuw ontworpen LRAUV's van MBARI. Tijdens deze rondvaart de onderzoekers zullen een werveling lokaliseren met behulp van satellietgegevens en vervolgens de LRAUV's inzetten om de functie te onderzoeken en watermonsters te verzamelen. Wanneer de robots terugkeren naar de oppervlakte en worden hersteld, Onderzoekers van UH Mānoa gaan DNA uit de filters halen. Deze informatie geeft een uniek inzicht in de duur van de eddy, stabiliteit, en invloed op de oceaansystemen; en zal de huidige oceaanmodellen verbeteren, die cruciaal zijn voor het ontwikkelen van verwachtingen over de gezondheid van toekomstige oceanen.

"Hoewel deze vloot van AUV's nooit onze behoefte aan een capabel onderzoeksschip zal vervangen, het zal zorgen voor de broodnodige toegang tot de zee en het verzamelen van nieuwe datasets die anders niet mogelijk zouden zijn, " zei Karel.