Выбросы парниковых газов нагревают планету, а океан поглощает огромное количество этого тепла. Мониторингом температур занимается целый флот, состоящий из 4000 буев Argo. Они собирают данные о температуре на глубинах до двух километров. К сожалению, разместить такой буй можно далеко не везде: их нет на глубинах более двух километров и подо льдами.
Но сейсмолог Вэнбо Ву из Калифорнийского технологического института и его коллеги предлагают использовать скорость звука в морской воде для оценки температуры океана. В новом исследовании команда Ву разработала и протестировала новый способ использования звуковых волн, генерируемых землетрясениями и распространяющихся в восточной части Индийского океана.
Сравнение этих данных с аналогичной информацией от сети Argo показало, что результаты совпадают. То есть метод, получивший название сейсмической термометрии океана, достаточно эффективен для применения в его менее изученных и труднодоступных районах.
Звуковые волны проходят сквозь воду за счет вибрации молекул воды, и при более высоких температурах молекулам вибрировать проще. В результате волны распространяются немного быстрее, если вода теплее. Но отличие скорости настолько незначительное, что исследователям приходится проводить измерения на огромных расстояниях.
К счастью, звуковые волны передаются в морской воде на десятки тысяч километров благодаря любопытному явлению, известному как канал SOFAR (Sound Fixing and Ranging). Каналы SOFAR, образуемые слоями различной степени солености и отличающиеся температурой, представляют собой горизонтальные слои, которые действуют как волновод или оптоволокно.
Ученые изучили потепление океана по волнам землетрясений
Исследователи из Великобритании изучили тенденцию океанов нагреваться. Для этого они использовали необычный способ — измеряли скорость распространения волн землетрясений.
Ученые нашли новый способ измерения потепления океана, используя звуковые волны от подводных землетрясений. Они отмечают, что их метод работает, потому что звук быстрее движется в более теплой воде. Команда изучала звуковые данные из Индийского океана, излучаемые землетрясениями за последние десять лет.
Исследователи заметили, что по мере нагревания океанов, звуковые волны также увеличили свою скорость. Их новый метод показал, что тенденция к потеплению в Индийском океане была намного выше, чем в исследованиях других ученых.
При этом они обнаружили, что 90% энергии, удерживаемой в нашей атмосфере парниковыми газами, поглощается океанами. При этом проведение точных измерений температуры в различных местах и на различных глубинах является большой проблемой для исследователей. Они решили ее развертыванием около 4 тыс. автономных устройств, которые собирают информацию о температуре.
Исследователи отметили, что их метод не требует больших финансовых ресурсов, так как они уже используют данные, которые собрали другие ученые. При этом они могут исследовать температуру даже глубже, чем обычно — даже ниже 2 км.
В своих исследованиях ученые показали, что потепление в Индийском океане в течение последнего десятилетия происходило быстрее, чем в предыдущих исследованиях. «Важно подчеркнуть, что это результат, который применим к данному конкретному региону и к данному конкретному десятилетию», — отмечают они.
Появился точный метод для отслеживания здоровья рек
Ученые из США представили новый метод отслеживания здоровья рек. Для этого они создали роботизированные лаборатории, которые могут собирать пробы несколько раз в день в течение трех недель.
Исследователи из Геологической службы США (USGS) представили новый метод для обработки экологических проб и контроля состояния рек. Они использовали пробоотборники, которые являются роботизированными лабораториями — устройства собирали и хранили пробы воды. Исследователи называют эту жидкость «ДНК окружающей среды» — с ее помощью исследователи могут обнаружить привнесенных и инвазивных животных, а также микробов, которые могут вызывать заболевания у людей и рыб.
Экологическая ДНК (eDNA) — это вещества, которые высвобождаются организмами в окружающую их среду в виде кусочков кожи, слизи или отходов жизнедеятельности. В случае водных организмов эта ДНК может быть обнаружена в окружающей воде в течение нескольких дней.
Чтобы проверить действенность метода, пробы собирали в разное время и в разных местах. В 2017 году в Йеллоустонском национальном парке провели экспериментальную программу отбора проб на месте слияния рек Кипинг и Гарднер. За этим последовали более обширные программы сбора проб в трех местах в верховьях рек Йеллоустоун и Снейк.
Приборы, которые использовали в этом исследовании, могут автоматически собирать пробы каждые три часа в течение трех недель. Частый отбор проб является ключевым для выявления незаметных изменений в состоянии здоровья рек. Например, когда участок реки только начинает колонизироваться вредным инвазивным организмом, в нем присутствует относительно небольшое количество особей, но прибор может обнаружить их.
Большое количество образцов дает биологам более определенную информацию о том, присутствуют ли вредные виды в реке. Как объяснили авторы, «отрицательный результат дает некоторую уверенность в том, что ДНК вида-мишени отсутствует, в то время как отсутствие данных из-за редких проб — не дает нам никакой уверенности».
Атомные станции в Аравийском море подвержены риску цунами
По словам автора нового исследования, опубликованного в журнале Pure and Applied Geophysics, сильное цунами в северной части Аравийского моря может серьезно повлиять на береговые линии Индии и Пакистана. Тем временем они уже усеяны опасными объектами, включая несколько атомных станций, сообщает SciDev.Net.
Доктор Раджендран, ведущий автор исследования, предупреждает, что в зоне субдукции Макрана возможно землетрясение магнитудой 9 баллов. Оно приведет к сильным волнам цунами, что станет настоящей катастрофой в случае, если пострадают атомные электростанции и ситуация с Фукусимой повторится.
«Наше исследование — шаг к пониманию опасности цунами в северной части Аравийского моря», — объясняет Раджендран. «Весь северный регион Аравийского моря с его критически важными объектами, включая атомные электростанции, должен учитывать эту опасность при оценке угроз».
Атомные электростанции, функционирующие вдоль Аравийского моря, включают Тарапур (1400 мегаватт) в индийском штате Махараштра, Кайгу (расширяется до 2200 мегаватт) в штате Карнатака и Карачи в Пакистане (также расширяется до 2200 мегаватт). Огромная атомная электростанция, строящаяся в Джайтапуре, Махараштра, будет вырабатывать 9 900 мегаватт, в то время как другой проект в Митхи Вирди в Гуджарате может быть отложен из-за протеста общественности.
Атомные электростанции расположены вдоль побережья — их огромные потребности в охлаждении можно легко и дешево удовлетворить, используя обильное количество морской воды.
«Размещение ядерных реакторов в районах, подверженных стихийным бедствиям, не очень разумно», — заявил М.В. Рамана, заведующий кафедрой Саймонса по вопросам разоружения, глобальной и гуманитарной безопасности и директор Института глобальных проблем Лю Университета Британской Колумбии. «В принципе, можно было бы добавить системы безопасности, чтобы снизить риск аварий — например, очень высокую морскую стену. Однако такие системы безопасности увеличивают стоимость атомных станций и делают их еще более неконкурентоспособными по сравнению с другими способами производства электроэнергии».
Все атомные станции могут подвергнуться серьезным авариям по чисто внутренним причинам, но стихийные бедствия, такие как землетрясения, цунами, ураганы и штормовые нагоны, повышают вероятность аварий, поскольку они вызывают нагрузки на реактор, которые могут привести к некоторым сбоям и одновременно вывести из строя один из них или другие системы безопасности.
Раджендран и его команда приступили к исследованию, заметив, что, по сравнению с восточным побережьем полуострова Индии, опасность цунами на западном побережье не изучается. И это несмотря на землетрясение магнитудой 8,1 балла, которое произошло в зоне субдукции Макрана в 1945 году.
Исследование опирается на исторические отчеты о крупном цунами, поразившем побережье западной Индии в 1524 году. Оно было зарегистрировано португальским флотом у Дабхола и Камбейского залива и подтверждено геологическими данными и радиоуглеродным датированием морских раковин.
По словам Раджендрана, моделирование, проведенное командой, дало результаты, предполагающие, что сильное воздействие в Келши могло быть вызвано землетрясением магнитудой 9 баллов в зоне субдукции Макрана в период 1508–1681 годов. Зоны субдукции возникают там, где одна тектоническая плита скользит по другой, высвобождая сейсмическую энергию.
По словам Раджендрана, будущее мега-цунами, возникшее в зоне субдукции Макрана, может разрушить не только побережья Ирана, Пакистана и Омана, но и западное побережье Индии, добавив, что альтернативные источники землетрясений в Аравийском море еще не определены.
Сейчас такие исследования служат предупреждением о рисках и затратах на установку атомных электростанций в сейсмически уязвимых районах. Спустя десять лет после катастрофы 2011 года в Фукусиме в префектуре сохранились очаги радиоактивного заражения, а стоимость очистки оценивается в диапазоне от 20 до 600 миллиардов долларов США.
Европейский проект SeaClear очистит океаны от мусора с помощью подводных дронов
По заверению ученых, в гигантских мусорных островах, все чаще встречающихся на просторах Мирового океана, мусора гораздо меньше, чем на его дне. В рамках нового проекта SeaClear при финансовой поддержке Евросоюза предполагается собрать большую его часть с помощью автономных роботов.
Система уборки будет состоять из четырех роботизированных транспортных средств: воздушного беспилотника, двух подводных дронов и беспилотного надводного судна, выполняющего функцию «материнского» корабля.
Через специальные кабели с него будет подаваться питание на подводные аппараты. Плюс к этому, он будет использовать свой бортовой компьютер для обработки и передачи данных. Система развернется в прибрежных районах, где сосредоточена большая часть подводного мусора.
На первом этапе воздушный БПЛА и один из подводных аппаратов зафиксируют скопления мусора на поверхности океана и на небольшой глубине, что наверняка будет означать наличие мусора и на дне. С учетом этого второй подводный дрон, погрузившись на дно и перемещаясь по нему, с помощью специальных захватов и всасывающего устройства приступит к сбору отходов. Собранный мусор будет складироваться на надводном корабле в центральном бункере.
Система будет использовать алгоритмы на основе ИИ, чтобы БПЛА и дрон, работающий у поверхности воды, могли отличать мусор от морских обитателей. Прототип SeaClear был успешно испытан этой весной в порту Гамбурга и у побережья Дубровника в Хорватии на глубинах от 20 до 30 метров.
