science >> Wetenschap >  >> Natuur

Bikini-atol in kaart brengen

Het vliegveld welkom teken op Enyu eiland Bikini Atoll. Krediet:Universiteit van Delaware

Terwijl hij in de zomer van 2019 op een klein schip in de buurt van Bikini-atol op de Marshalleilanden stond, Professor Art Trembanis van de Universiteit van Delaware keek op en realiseerde zich dat als hij 73 jaar geleden op die plek was geweest, hij zou zijn verzwolgen in een gigantische atomaire paddestoelwolk.

Het was in dat idyllische en, belangrijker, afgelegen centrale eiland in de Stille Oceaan dat de Verenigde Staten in de jaren 1940 en 1950 een reeks kernwapentests hebben uitgevoerd die oorlogsschepen tot zinken hebben gebracht, tanks en andere voertuigen als onderdeel van een gesimuleerd nucleair slagveld. Twaalf wrakken, sommige zo groot als het passagiersschip Titanic, liggen nu in de 180 voet diepe wateren van Bikini Lagoon.

In juni, Trembanis leidde een team dat was belast met SEARCH, een bedrijf voor het beheer van culturele bronnen, met het uitvoeren van een onderwaterkarteringspoging om de spookvloot op de bodem van de Stille Oceaan te lokaliseren en te karakteriseren, evenals het landschap van het atol in het algemeen.

Trembanis, universitair hoofddocent aan UD's College of Earth, Oceaan en milieu, zei dat Bikini-atol een fascinerend onderwerp is geweest voor veel oceanografen en hij greep de kans aan om de gezonken schepen te karakteriseren.

"Ik denk dat voor alle oceanografen, het is een site waarmee u onmiddellijk contact maakt en weet, "zei Trembanis. "Er zijn niet veel plaatsen waar je heen kunt gaan om iets op een unieke manier in kaart te brengen. Dit was hier zeker het geval. Er zijn zoveel scheepswrakken, en iedereen is anders."

Vorige toewijzingspoging

Het werk van het team is een allereerste gedetailleerde blik op het gesimuleerde nucleaire slagveld aan de voet van Bikini Lagoon. Het bouwt voort op gegevens die aanvankelijk werden verzameld door de Amerikaanse marine in 1946-1947, en door een team onder leiding van de U.S. National Park Service, die in 1989-1990 samenwerkte met de marine en het Amerikaanse ministerie van Energie om de wrakken te verplaatsen en in kaart te brengen, werk gedocumenteerd door archeoloog James Delgado, nu senior vice-president van SEARCH.

Carter Duval, die promoveerde aan de UD, bedient de sonar tijdens survey-operaties. Krediet:Universiteit van Delaware

"Hoewel onze kaarten goed waren, en gebaseerd op vele lange uren in het water, ze waren niet genoeg, "Zei Delgado. "We hadden een nauwkeurigere kaart nodig die alleen kon worden gemaakt als sonar- en onderzoekstechnologie onze behoeften als wetenschappers inhaalde."

Toen de gelegenheid zich voordeed om naar Bikini te gaan om de wrakken opnieuw te beoordelen, Delgado en Michael Brennan, een maritiem archeoloog met SEARCH, wist dat Trembanis en zijn team aan de universiteit de juiste mensen voor de taak waren. Ze vroegen of Trembanis de karteringsinspanningen voor het onderzoek zou leiden. Trembanis, die het werk van Delgado kenden door het boek van de archeoloog "Ghost Fleet:The Sunken Ships of Bikini Atoll, " wilde graag meedoen.

Om te helpen met het werk, Trembanis heeft Carter DuVal aangeworven, die is gepromoveerd aan de UD en nu postdoc is bij het Naval Research Laboratories Stennis Space Center, en Grant Otto, die in 2018 afstudeerde aan UD en nu in het lab van Trembanis werkt als technisch technicus en veldspecialist. Hun rol was om de algemene gegevenspunten te leveren voor de locaties van de schepen op de zeebodem, en om rekening te houden met hoe de zeebodem zelf en de kraters die door de explosies zijn achtergelaten in de loop der jaren kunnen zijn veranderd.

Brennan zei dat na met Trembanis en DuVal aan eerdere projecten te hebben gewerkt, hij kende de expertise en professionaliteit die ze konden brengen bij het in kaart brengen.

"Ik wist dat ze een team waren dat kon leveren wat we nodig hadden en dat hebben ze zeker gedaan. "zei Brennan. "We eindigden met een fantastische landschapskaart van Bikini en het team leverde wat we moesten doen."

Zoeken met sonar

Hoewel de inspanningen van 1989-1990 veel informatie opleverden, het was beperkt omdat het alleen een duikteam had dat de verre uithoeken van de oceaanbodem niet kon verkennen en niet zeker was van de exacte locaties van sommige onderwaterdoelen. In aanvulling, sonartechnologie en moderne technieken en apparatuur waren drie decennia geleden geen optie voor het team.

Michael Brennan inspecteert een van de dekkanonnen van de USS Saratoga, die in 1946 tot zinken werd gebracht door de ontploffing van een atoomproef.

Met behulp van sonar die driedimensionale scans van de zeebodem opleverde terwijl ze bewogen, Brennan, Trembanis en het team hebben grote delen van de zeebodem geveegd om de algemene contouren van de schepen en ander zeeafval te krijgen. Trembanis zei dat ze aan het begin van het onderzoek in ongeveer anderhalve dag een algemeen beeld van het gebied in kaart konden brengen, werk dat volgens Delgado bijzonder belangrijk was.

"Op korte termijn het team heeft een gedetailleerde, driedimensionale kaart van het gesimuleerde nucleaire slagveld, met elk schip nauwkeurig gelokaliseerd, "Zei Delgado. "Dit is het grootste onderzeese slagveld dat is onderzocht en in kaart gebracht, en het is een gamechanger bij het beoordelen van grote gebeurtenissen die een diepe voetafdruk op de zeebodem hebben achtergelaten. Wat Art en het team hebben gedaan, is de wereld haar allereerste blik onder de zee geven in het hart van een atoomexplosie en de nasleep ervan."

Bij Bikini, Trembanis en Brennan leidden vervolgens het expeditieduikteam waarmee ze werkten naar de exacte locaties van bepaalde doelen voor vervolgwerk en fotografie.

"We deden een soort van vooronderzoek, "zei Trembanis. "We zouden vinden, 'OK, hier is het schip. Hier is de boog, hier is de achtersteven, hier wil je je op concentreren.' "

Afgelegen gebied

Een van de moeilijkheden bij het werken in een zo afgelegen gebied als Bikini was dat de teamleden moesten bedenken hoe ze hun sonarapparatuur moesten bevestigen aan een boot die ze alleen door middel van foto's hadden gezien.

"Ik moest de houder bouwen voor de sonar van de boot die we gebruikten op basis van een paar foto's die we hadden, " zei Otto. "We kwamen met ideeën om een ​​paar dingen zoveel mogelijk geprefabriceerd te maken en dan een paar verstelbare onderdelen te hebben. Het was zeker een andere uitdaging."

Met hulp van een drone het wetenschappelijke team, scheepsbemanning, en filmploeg van de Bikini 2019-expeditie pauzeert voor een foto in de Stille Oceaan. Krediet:Universiteit van Delaware

In aanvulling, het team moest geigertellers meenemen en dosismeters dragen om ervoor te zorgen dat ze niet werden blootgesteld aan gevaarlijke stralingsniveaus. Alle onderzoekers waren in orde, maar er zijn nog steeds slepende problemen op het eiland vanwege straling en de inheemse Bikinianen die voor de tests werden verdreven, mogen nog steeds niet terug naar hun huizen.

De reis naar het gebied duurde zes dagen. Er waren verschillende vluchten nodig om het team naar Majuro te krijgen, dat is meer dan 2, 000 mijl ten zuidwesten van Hawaï. Daarna was er een rit van 60 uur op een boot naar Bikini.

DuVal zei dat het team goed samenwerkte om de obstakels te overwinnen die gepaard gaan met het over de hele wereld brengen van apparatuur.

"Als je iemand uit dit team had gehaald, dan hadden we waarschijnlijk niet het succes gehad dat we hadden, "zei DuVal. "Zo wil je het. We hebben een goede crew bij elkaar gekregen en hebben daardoor goede data kunnen verzamelen."

Trembanis heeft het werk van DuVal en Otto gecrediteerd om hen in staat te stellen zulke hoogwaardige gegevens te krijgen.

"Ze moesten niet alleen de sonar bedienen en de gegevens verzamelen, maar we waren het in realtime aan het verwerken, "zei Trembanis. "We wisten dat we hier min of meer een kans op hadden, en ze deden zo'n opmerkelijk werk."

Een gekleurde 3D-illustratie van de bathymetrie verzameld boven de kraters Castle Bravo (rechts) en Castle Romeo (links) vanaf het westelijke uiteinde van Bikini-atol.

Operatie Crossroads

Trembanis zei dat zodra het team arriveerde, begonnen ze de locatie van Operatie Crossroads in kaart te brengen, which was a pair of nuclear weapon tests—known as Able and Baker—conducted in July 1946, and getting a detailed map of the wrecks. In Test Able, the weapon was dropped from a B-29 bomber and exploded above the water, according to a U.S. Department of Energy website that explains the history of the Manhattan Project. In Test Baker, the weapon was detonated 90-feet below the surface.

"There was very much an interest in doing detailed work on a subset of the ships, but if you're going to focus on the trees, you have to know the layout of the forest, " said Trembanis. "Nobody had done that before so that was exciting and new."

Brennan was interested to see how the ships were oriented in relation to each other and to see if the crater left by Test Baker was still visible or if it had been filled in. He said he was surprised to learn the crater was still prominent, rather than filled in by sediment over the last 70 years.

The Japanese cruiser Sakawa, sunk during Test Able and blasted into the seabed by Test Baker, had sunk so far into the seafloor that the earlier dive team completely passed it over. Using the sonar system, echter, the researchers were able to pick it up.

All of the researchers agreed that they would love to go back and explore more of the smaller targets on the seafloor that they didn't have the time to investigate further:anchors used to hold target ships in place and the test equipment, military vehicles and aircraft placed on the ships to see what the effects of atomic weapons would be.

"When people think of that photo with the mushroom cloud, that's where we were. You see how dwarfed these massive ships were by that blast, " said Trembanis. "In many ways, I was struck by it being this idyllic, beautiful Pacific island and I thought 'This was the site of the most violent explosions on the planet.' It's still very much a puzzle, and we'd love to be able to go back."