I de dybe farvande mellem Fiji og Tonga, omtrent en kilometer under overfladen, stiger høje skorstener fra havbunden. Disse sorte rygere udviser mørke skyer med skoldende vand, rige på elementer som svovl, kobber og zink.
På trods af mørket, knusende pres, varme og toksicitet på stedet i det nordøstlige Lau Basin, nær hvor de australske og stillehavs tektoniske plader konvergerer, børster skorstene med liv. Mineselskaber er blevet interesseret i cache af metaller ved hydrotermiske åbninger, hvilket gør det i stigende grad nødvendigt at undersøge og katalogisere disse komplekse økosystemer. Men at studere havbunden er ingen enkel opgave.
Lau-bassinet ligger stort set uden for menneskelig rækkevidde. Selvom undervandsfibre, såsom Alvin, kan føre folk ned i dybet, er adgangen til sådant udstyr begrænset og risikabelt. Så forskere stoler hovedsageligt på fjernbetjente køretøjer (ROV'er) for at være deres øjne og hænder nedenunder.
Alligevel er det en mindre end tilfredsstillende oplevelse at opleve disse spydende sprækker i havets skorpe gennem et begrænset rækkevidde af et kamera, forklarer Tom Kwasnitschka, en dybhavsforsker ved Helmholtz Center for Ocean Research i Kiel, Tyskland.
”Forestil dig at gå gennem Manhattan og kun få lov til at se [byen] gennem søgeren på et kamera, ” siger han. “Hvilken slags oplevelse ville du få?”
Nu bruger forskere og ingeniører, der har sejlet på Schmidt Ocean Institute's forskningsskib Falkor, virtual reality til at tage springet ind i denne fremmede verden. Selvom tidligere grupper har afbildet individuelle skorstene, planlægger teamet at oprette en tredimensionel virtuel rekonstruktion af hele udluftningsfeltet ved hjælp af en af de mest avancerede ROV'er til at indstille propeller i Lau-bassinet.
”Vi ønskede at gå på havbunden - det er let som det, ” siger Kwasnitschka, projektchef. ”Kun det er det ikke.”
Hydrotermiske ventilationsåbninger dannes i vulkanisk aktive områder af havet, hvor vand kan krybe mellem revner i skorpen og komme i kontakt med varmekrisen nedenfor. Dette overophedede vand opløser nogle af metallerne fra de omgivende klipper, før det sprøjtes ud i sorte skyer som en gejser fra havbunden.
Ikke kun kan temperaturerne ved hydrotermiske ventilationsåbninger nå skoldningsniveauer og stige op til 700 grader Fahrenheit, men miljøet er indhyllet i mørke. For at fjerne det ville vægten af alt det overliggende vand knuse en ubeskyttet menneskelig krop. Holdets ROV udforskede omkring tre kvarter af en kilometer nede, hvor trykket er enormt - lige under et ton pr. Kvadrat tomme, eller omtrent den samme mængde pres, du ville føle, hvis en sort næsehorn stod på din stortå.
I modsætning til den skrøbelige menneskelige krop kan en ROV modstå udluftningsforholdene. Holdets buggy, kaldet den fjernbetjente platform for havvidenskaber (ROPOS), er omtrent på størrelse med en Jeep Wrangler og vejer cirka 3, 5 tons. Selvom det ligner et flok af ledninger, gear og hydraulik på nært hold, anvender det højteknologiske system et batteri af high-definition-kameraer til både video og stillbilleder, herunder et 4K-kamera, der producerer video i biografkvalitet, stereokameraer, der tager billeder til 3D-visning og kraftige undervandslys.
Et særligt bemærkelsesværdigt træk er, at skibets besætning kan opleve ventilationshullerne fra første hånd, praktisk talt vandre mellem spirene, mens de bærer en søger ombord på Falkor . Da billedet begyndte at strømme ind, siger Kwasnitschka, at besætningen stod op midt om natten for at udforske åbningerne med søgeren.
”Det er en meget overbevisende oplevelse at se et sort rygefelt og føle sig rundt, ” siger Kwasnitschka. ”Pludselig støder du ikke [ROV] på ting længere, fordi du kan vende dit hoved og se det spir, du er ved at banke på.”
Alligevel er det ikke en lille bedrift at navigere i ROPOS. ”Det kan meget sammenlignes med at flyve en helikopter i skoven, ” siger Kwasnitschka.
Holdet brugte tre dage på at fange fotografier og video af et område svarende til 74 fodboldbaner for at skabe et 3D-kort, med en opløsning, der er høj nok til at skelne individuelle græsstråer. Ved hjælp af disse data kunne de derefter vælge de bedste lokaliteter til at udtage prøver, der afspejler de forskellige klippetyper og liv, der forekommer på ventilens overflade.
Mens de fleste ekspeditioner har forskere, der kortlægger og griber prøver, mens de går, viser det sig at denne metode er meget mere effektiv.
”Du haster normalt fra hjørne til hjørne og prøver ikke at gå glip af de spændende ting. Men du kan ikke se meget langt, og du ved ikke, hvor du er, ”siger Kwasnitschka. ”Du ved simpelthen ikke, hvor de gode klipper er.”
Ved at bruge ROPOS fik teamet jordens lag, før de valgte prøveudtagningssteder og afsluttede med overraskende hastighed, forklarer Kwasnitschka. ”De havde set stedet, og de vidste, hvad de havde, var repræsentative, og vi kunne gå hjem, ” siger han.
Selvom havet dækker mere end 70 procent af planeten, er mindre end fem procent nogensinde blevet udforsket. Kwasnitschka mener, at hans virtual reality-system er en af de teknologier, der kan indlede den næste generation af dybhavsudforskning.
Holdets spektakulære 360-graders video er nu tilgængelig på YouTube. Men deres arbejde er ikke færdig endnu.
”Denne slags teknologi er kun lige så god som videnskaben, man får ud af den, ” siger Kwasnitschka. ”Og det synes jeg er vigtigt at huske. Vi går ikke dernede til YouTube, vi går dernede for videnskab. ”
Hans gruppe håber at bruge dokumentationen til bedre at forstå de indviklede indre funktioner i udluftningsøkosystemet og spore ændringer over tid. Oprettelse af et virtuelt kort kan også hjælpe dem med at forstå hvordan individuelle skorstene er forbundet inden for det større udluftningsfelt.
Så når livet fortsætter med at stresse sammen i ventilationshullerne i det blændende mørke, graver forskerne nu ind i mængden af prøver, billeder og timer med optagelser, der er samlet for at bringe det barske miljø i den hydrotermiske udluftning til laboratoriets komfort.
