Fra den nordlige kyst af Maui udfører et par torpedoformede undervandsfibre en kompliceret dans inde i en spindsøjle med vand. Når hvirvlen roterer mod uret, trækker sediment og næringsstoffer op fra dybden, flyder en af disse langtrækkende undervands autonome køretøjer tålmodig og samler prøver af det mikrobielle liv i søjlen, mens den anden driver sig selv i skød, tester saltholdigheden og temperaturen af vandet. Ombord på et skib i nærheden holder oceanografer fra University of Hawaii tapper og foretager om nødvendigt justeringer af køretøjernes baner.
Projektet er et samarbejde mellem University of Hawaii i Manoa, Schmidt Ocean Institute og Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) for at prøve vand, sekvensere genomerne i det mikroskopiske liv inden for det og bruge disse data til bedre at forstå lodrette vandlag i disse hvirvler, og hvordan livet i dem påvirker havets produktivitet, herunder fødevarekæden, og kulstofproduktion og opbevaring. Mikrober, herunder fotosyntetiserende planteplankton, kan absorbere kuldioxid og trække det dybt ned i havet, men kan også producere andre drivhusgasser.
”Dette er ikke bitspillere. Mikrober i havet styrer elementcyklusser og danner grundlaget for fødekæden. Generelt er de virkelig vigtige i havet, ”siger Ed DeLong, professor i oceanografi ved University of Hawaii. ”Det er denne form for fysisk-biologisk interaktion, disse virvler spinner, der kan bringe næringsstoffer op og forårsage planteplanktonopblomstringer, som vi prøver at forstå. Disse hvirvler kan sandsynligvis have en stor indflydelse på, hvor produktivt havet er, hvor meget planteliv der er, hvor godt skovene vokser. Det er virkelig svært at studere og ikke så godt forstået. ”
DeLong er sammen med University of Hawaii professor Dave Karl de vigtigste efterforskere på den første rejse med de langtrækkende autonome undervandsbiler. Selvom DeLong længe har undersøgt de mikrobielle samfund i havet, har tiden og omkostningerne ved udsendelse af et skib for at tage prøver begrænset mængden af information, han kan indsamle. Med finansiering fra Simons Foundation arbejdede han og Karl sammen med MBARI for at designe køretøjerne, der afsluttede deres første to-ugers mission den 24. marts, og er lige tilbage i yderligere to uger. De forbliver i nærheden af eller i virvelen, som i øjeblikket roterer mod uret hundrede eller så miles nord for Maui. Mens de bruger turen som en øvelseskørsel for køretøjerne, sigter forskerne mod at få en række firedimensionelle øjebliksbilleder af vandet og mikroberne for at vise, hvordan deres samfund og handlinger ændrer sig over tid.
Køretøjer afsluttede deres første to-ugers mission og er lige tilbage i yderligere to uger. (Thom Hoffman, Schmidt Ocean Institute) Ved op til 10 fod lang og 12 tommer i diameter ligner robotterne nok som torpedoer, at de er mærket "IKKE EN VEJPEN." (Holdet lavede tre, men kun to er blevet indsat.) En enkelt prop, drevet af litium ionbatterier, kører dem op til 600 miles på en opladning. En satellitforbindelse hjælper med at kontrollere manøvrene, og større pakker med data overføres, når køretøjerne er inden for rækkevidde af Wi-Fi eller cellulære data. Inde i en mindre version af en kommercielt tilgængelig miljøprøveprocessor (ESP) bygget af ingeniører på MBARI.
Jim Birch, der administrerer ESP-programmet hos MBARI, hjalp også med at designe og bygge undervandsbiler. Det involverede minimering af træk og energiforbrug samt implementering af en glidende batteripakke (for at bevæge masse fremad / bagud og vippe næsen ned eller op) og en ekstern blære, der kan udvides med olie, for at ændre opdrift. Enhederne kan distribueres hurtigt for at spejde virvler set fra en satellit og kan rejse roligt under en storm. Muligheden for neutral opdrift gør dem velegnede til at svæve i hvirvler, men det er ikke den eneste situation, de kan være nyttige. De tilbyder mere aktive alternativer til mindre mobile enheder, ligesom de 4.000 bøjeformede flydende Argos, der drives af University of California, San Diego, der synker og stiger i det lodrette plan. Bølgeflygter og sejldroner sejler overfladen, men kan ikke undersøge dybere havlag. Woods Hole Oceanographic Institution driver en håndfuld autonome køretøjer, herunder nogle, der dykker meget dybt og nogle, der bevæger sig uden fremdrift, og er afhængige af strøm og en oliefyldt blære svarende til MBARI-enheden, med den store forskel er kombinationen af Hawaii / MBARI-køretøjets lange rækkevidde og ESP-sampler. Der er allerede så mange ubemærkede undervandsautonome køretøjer derude, at The Economist i 2012 udgav en historie kaldet “20.000 kolleger under havet” om flydende drevne svævefly som den fra Woods Hole.
”At studere havet er som at studere Mars eller Jupiter, ” siger Birch. ”Vi kan gå ud i det lidt oftere, men det er et barske, barske miljø, og det er et enormt spring at sende robotter, der kan forblive i en lang periode i forhold til hvad vi gør nu. Dette vil transformere oceanografi. ”
