해양 탐험에 관한 논문 한 편

일본은 해양 탐사 방면에서 모든 나라의 선두를 달리고 있다. 예를 들어, 무인 심해 탐사선' 해구' 는 한때 1995 에서 세계에서 가장 깊은 마리아나 해구, 다이빙 깊이 109 1 1 미터로 잠입한 적이 있다. 불행히도,' 해구' 는 결국 일본 해안에서 사라졌다.

"참호" 의 생명 과정

1986 년 일본 해양과학기술센터는 무인잠수함' 물개' 호 개발을 시작했고, 1990 년 설계를 마치고 제조를 시작했다. 트렌치는 길이가 3 미터, 무게가 5.6 톤, 건설가격 15 만 달러입니다. 복잡한 카메라, 음파 탐지기, 로봇 한 쌍이 장착된 케이블 제어 수중 로봇입니다. 세계에서 유일하게 다이빙 깊이가 7000 미터에 달하는 탐사선이다.

2003 년 5 월 29 일 일본 과학자들은' 해구' 를 이용해 일본 고치 동남약130km 해역에서 해저조사를 실시했다. 당시' 해구' 의 다이빙 깊이는 4673 미터였다. 그해 제 4 호 태풍이 이미 이 해역에 접근하기 시작했기 때문에 작업자는 이날 오후 1: 29 에 미리 조사를 마쳤다. 그러나' 해구' 가 회수되자 직원들은 어떤 이유로' 해구' 가 모선의 발사대로 돌아갈 수 없다는 것을 발견했다. 1 분 후 수면제어선과' 해구' 사이의 광케이블 통신과 최대 3000V 의 전력이 갑자기 중단되면서 제어선은 어쩔 수 없이 긴급 조치를 취해야 했다.

이날 오후 4 시 17 분 통제선의 윈치는 모선' 바다개' 호의 발사통만 회수했지만' 바다개' 호는 케이블 파손으로 행방불명됐다. 놀랍게도, 운영자는 방위 탐지기를 사용하여 3 회 연속' 해구' 에 신호를 보냈지만, 제어선은' 해구' 의 어떤 신호도 받지 못했다.

해구의 무선 송신기는 240 시간 연속 작동할 수 있지만, 무선 송신기의 발사 범위는 4 킬로미터밖에 되지 않는다. 당시 태풍이 해역에 접근하면서 통제선 운영자들은' 해구' 가 반응하지 않았다고 추측했다. 파도 충격을 받아 통제선과의 거리가 이미 4 킬로미터를 넘었기 때문인 것 같다.

이후 일본 해양과학기술센터는' 해구' 를 되찾기로 결심하고 한 달 동안 수색을 했지만 아무것도 얻지 못했다. 그해 6 월 30 일까지 일본은' 해구' 실종 소식을 외부에 발표하지 않았다. 그해 7 월 4 일 회의가 있은 후 일본 해양과학기술센터는 넓은 해역에서 음파 탐지기를 사용해도 실종된' 해구' 를 찾을 수 없다고 판단해 수색이 끝났다고 발표했다.

트렌치의 실종은 많은 과학자들을 슬프게 했다. 일본의 심해 과학 시험에 있어서, 이 손실은 헤아릴 수 없다. 일부 과학자들은 심지어' 해구' 를 우주공업의' 콜롬비아' 에 비유하기도 한다. 그들은 5000 만 달러 상당의 이 탐사선이 독특하다고 생각하는데, 그것의 실종은 과학 연구의 막대한 손실이다.

심해로 가 보세요

바다는 독특한 매력으로 인간을 부르고 있다. "트렌치" 의 실종은 "콜롬비아" 호 사고가 인류의 우주사업을 막을 수 없는 것처럼 인류의 깊은 바다 탐험을 막을 수 없다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 전쟁명언)

오늘날 인류는 인구, 자원, 환경의 세 가지 주요 문제에 직면해 있다. 국민 경제의 급속한 발전과 세계 인구의 증가로 점점 더 많은 천연자원이 인간에 의해 소비되고 육지의 자원이 줄어들고 있다. 생존과 발전을 위해 사람들은 새로운 물질적 원천을 찾아야 하며, 해양이 우선이어야 한다. 따라서 일부 과학자들은 심해가 인류에게 주는 이점이 값비싼 우주 계획보다 훨씬 저렴하다고 생각합니다.

게다가, 심해 생물의 새로운 종의 발견은 생명의 기원을 탐구하는 데 중요한 의의가 있다.

심해 탐사의 기술적 문제

단기간에 인간이 잠수정을 타고 깊은 바다로 잠수하는 것은 현실적이지 않다. 바다에서는 잠수 100m 마다10 기압이 증가하기 때문이다. 1000m 의 해저에서 몇 밀리미터 두께의 강판은 대기 중에 달걀껍질처럼 연약하다. 이러한 장애물을 극복하기 위해 심해 탐사에 종사하는 대부분의 과학자들은 유인 잠수정에서 로봇 잠수정으로 이동했다. 이제' ROV' 라는 로프 다이빙 탐지기와 소형 컴퓨터로 제어되는 배터리 구동 잠수정 (AUV) 은 모든 적절한 선박에서 작동할 수 있습니다. 게다가, 그것들은 비교적 싸기 때문에 그들을 조종하는 사람에게 어떠한 위험도 가져오지 않는다.

또 다른 가능한 해결책은 바다에서 가장 깊은 압력을 대체할 수 있는 선체를 개발하는 것이다. 미 해군은 사람들이 탑승할 때 필요한 안전성과 신뢰성을 갖춘 새로운 도자기 재료를 사용하여 부력이 있는 깊은 잠수선체를 만드는 데 성공했다. 현재 이런 도자기 재료의 데이터는 이미 해독되어 상용화를 촉진할 수밖에 없다.

잠수정의 부력 재료의 경우 큰 압력을 견딜 수 있어야 할 뿐만 아니라 투수성이 매우 낮아 밀도가 변하지 않도록 해야 한다. 그렇지 않으면 로봇이 해저로 가라앉는다. 고압 환경에서 높은 수압을 견딜 수 있는 동적 밀봉 구조와 기술도 수중 로봇의 핵심 기술이다. 로봇에 밀폐된 전기 장비, 연결 케이블, 플러그인은 조금도 누출되지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 전체 부품과 전체 전기 제어 시스템이 손상될 수 있습니다.

전파가 물에서 너무 빨리 감쇠하기 때문에 무선 통신, 무선 항법, 무선 위치 확인 시스템은 모두 물에서 사용할 수 없다. 해구와 제어선 사이의 통신은 광케이블을 통해 이루어진다. 제어선의 신호와' 해구' 카메라로 촬영한 실시간 영상신호는 광케이블을 통해 전송할 수 있으며, 운영자는 모니터에서 이미지를 관찰하고 제어선에서' 해구' 를 조작할 수 있다.

이러한 기술적 문제를 철저히 해결할 수 있다면 해저 마지막 미개발 처녀지는 잘 개발되고 이용될 것이다. 그때 인류가 직면한 일부 사회 문제도 해결될 것으로 예상된다. 우리는 이 날을 기대하고 있다. (웃음)

바다에서 생명의 신비를 탐구하다

노래 일본 해양 과학 기술 센터

바다는 지구상에서 마지막으로 탐험되지 않은 영토라고 불린다. 그것은 인류에게 무궁무진한 에너지를 제공할 뿐만 아니라, 인류가 생명의 신비를 탐구할 수 있는 훌륭한 창구를 제공한다. 일본 요코스카 해변에 위치한 일본 해양과학기술센터는 이 과학연구활동을 전문으로 하는 가장 큰 기관이다.

자원 개발에서 지구를 더 잘 이해하는 것에 이르기까지.

일본 해양과학기술센터는 197 1 에 설립되어 30 년 동안 세 가지 발전 단계를 거쳤다. 일본은 1970 년대 초에 해양대륙붕 자원을 개발하기 위해 이 과학연구기관을 설립했다. 해양계획' 시행을 통해 300m 심해 고수압, 어둠, 저온 등 혹독한 조건에서 작동할 수 있는 기술과 다이빙 기술 및 다이빙 시스템을 개발했다. 1980 년대에는 심해 및 해양 미생물에 대한 연구를 수행하기 위해 유인 탐사선' 심해 2000', 실험선' 바다', 3000m 무인 잠수정' 돌고래 3K' 를 개발했다. 1990 년대부터 전 세계적으로 해양종합조사와 연구를 시작하면서 6500m 잠수과학시험선 심해 6500, 심해과학시험선 해릉, 만미터 무인 잠수기 해구, 해양지구과학시험선 미래, 심해 순항탐포도를 건설했다. 새로 개발된 도구는 원격 자율 무인잠수정입니다.

65438-0998 년 일본 해양과학기술센터는 새로운' 해양개발장기계획' 을 제정해' 지구를 더 잘 인식' 하는 목표를 제시했고, 해양과 기후의 변화 메커니즘을 밝혀내고, 해저역학을 조사하고, 해양생태계를 탐구하고, 지구시스템을 분석하고, 해양개발신기술을 연구하는 등 다섯 가지 연구 분야를 마련했다. 2 1 세기를 지적하는 중요한 연구 목표 중 하나는' 지구 생명의 기원을 탐구하는 것' 이다. 이를 위해 해양과학기술센터는' 심해 생태 환경' 과' 심해 지구 시추 계획' 이라는 두 가지 연구 프로젝트도 시작했다.

지하생물권을 탐구하다

1977 년 미국 잠수과 시험선 알빈은 태평양 갈라파고스 섬 부근 2500 미터 깊이의 해저에서 뜨거운 물 (온도가 90℃) 분출공 주변에' 온수 분출공 생물군락' 이 처음 발견됐다. 이를 계기로 1984 년 일본 해양과학기술센터는' 심해 2000' 을 이용해 도쿄에서 멀지 않은 상모탄 1200m 깊이에서 온수 분출공을 발견한 생물군락을 발견했다. 갑각류 달팽이 갑각류 이 동물들은 광합성용에 의존하지 않고 지구 내부에서 분출되는 황화수소, 메탄 등 환원성 저분자량 화합물을 1 차 에너지로 황산화 세균, 메탄화 세균 등 화학합성세균으로 구성된 식품망에 에너지를 공급하는 것으로 연구됐다. 뿐만 아니라 일본 열도 부근의 상모탄, 일본 해구, 남해구에서도' 냉수 분출대 생물군락' 이 발견됐다. 화학합성을 통해 탄생한 생물군락이기도 하다. 지금까지 일본 열도 주변의 해저에서 18 개의 냉수 분출대 군락과 13 개의 온수 분출공 군락이 발견됐다.

해저 온수 분출구 생물군이 발견된 이래 세계 각국의 과학자들은 태평양, 인도양, 대서양의 심해 생물을 찾기 위해 경쟁하고 있다. 그 결과, 이 뜨거운 물 분출 생물들은 대부분 지질 구조의 활동 능선 양쪽에 살고 있는 것으로 나타났다. 그리고 그들 사이에도 약간의 유사점이 있다. 과학자들은 해저 확장의 불연속성과 해저 확장의 역사 과정을 고려해 온수 분출구 생물 군락의 생물 지리 특징을 비교해 다음과 같은 가설을 제시했다. "대서양 온수 분출구 생물 군락에 사는 생물은 동태평양에서 기원한다. 가장 가능성이 높은 전파 경로는 동남인도양 해령과 서남 인도양해령이다."

1996 년 일본 해양과학기술센터는 무인탐사선' 해구' 를 이용해 세계 최심해역' 도전자의 심연' 약 1. 1000 미터 깊이에서 해저 퇴적물 샘플을 채취해 약 3000 미터를 분리했다.

2420m 년 8 월 일본 해양과학기술센터는 심해 탐사선' 해릉' 호를 이용해 인도양 중앙해령, 동남해령, 서남해령교계 (남위 2519'10 ",동경 70" 를 이용했다 심해 해저와 같은 극단적인 환경에서도 다양한 생물세계가 존재한다는 것을 보여준다. 과학자들은 지구의 초기 미생물이 외부의 간섭 없이 그대로 생존할 수 있다고 예상한다. 해저 지각 아래에 이렇게 열악한 환경에서 생활하는 생물이 있다면 화성 등 행성에도 생명이 존재할 것이다. 뜨거운 물 분출구를 가진 생물이 지구 탄생 초기에 고온환경에 적응한 생물이라면 지구의 생명의 기원에 대한 수수께끼를 풀 수 있을 것이다.

지구 생명의 기원을 더 깊이 탐구하다

해저에는 각종 물질층이 있어 지구에 관한 각종 역사 자료를 보존하고 있으며, 그중에서도 지구 기후의 변화 과정을 이해할 수 있다. 현재 연구에 따르면 지난 80 만 년 동안 지구에는 현재의 고온 (40 C) 과 추위 (-40 C) 를 여러 번 넘긴 적이 있다. 1 만년 전부터 지금까지 지구는 온도의' 이상 안정기' 에 처해 있다. 더 중요한 것은, 위에서 언급한' 지하생물권' 은 생명의 기원을 탐구할 수 있는 절호의 장소이다. 지구 밖 행성의 생명현상과 비교하면 생명과 자신에 대한 인류의 인식이 깊어진다.

이를 위해 일본 해양과학기술센터는 초임계수 아미노산 중합 관찰 실험, 미생물의 초임계수 용해 실험, 스트레스 생리학 실험을 실시했다. 과학자들은 트립토판이 이스트가 고압 (250 ~ 300 개의 기압) 에서 안전하게 생존하고 발육할 수 있으며, 고등생물세포 (HeLa 세포) 가 400 개의 기압에서 뼈 형태를 크게 바꿀 수 있다는 사실을 발견했다.

지구 생명의 기원을 더 탐구하기 위해 일본은 2003 년부터 미국과 통일된 국제 심해 지구 탐사 프로그램 (IODP) 을 공동으로 실시할 예정이다. 이를 위해 일본은' 지구' 호 지구 심부탐사선을 건설하고 지난 5438 년 6 월+올해 10 월 삼정조선사 오카야마 공장에서' 입수' 행사를 열었다. 본 선장은 2 10/0m, 폭 38m, 높이116m, 깊이16.2m, 식수 9.6m, 그것은 해저에서 5 ~ 7 킬로미터 (지각에서 맨틀까지의 가장 짧은 거리) 까지 내려갈 수 있다.

이 국제 연구 활동을 수행하기 위해 일본 해양 과학 기술 센터는 심해 생물 위험 센터를 설립하고 지각 코어 샘플의 미생물 오염 방지, 미생물 분석, 미생물 분리, 지각 코어 및 암석 샘플 배양 등을 포함한 심해 미생물 실험 시스템을 개발했습니다. 사람들은 이 프로젝트에 대해 큰 기대를 가지고 있으며 생명의 기원에 대한 수수께끼를 푸는 데 진전을 기대하고 있다.