해발 2.5km 아래에서 원격 실험실이 형성되고 있습니다 – Ars Technica

1962년 세계 최초의 수중 및 인간 거주지 연구소 중 하나가 프랑스 마르세유 해안의 수심 10미터에 설립되었습니다. 프로젝트 Conshelf 1은 일주일 동안 두 사람을 수용하는 철골 구조로 구성되었습니다.

60여 년이 지난 지금, 마르세유에서 멀지 않은 곳에 또 다른 수중 실험실이 세워지고 있습니다. 이번에는 바다와 하늘을 연구하기 위한 것입니다. Conshelf 포르테와 달리 Souss-Marine 프로방스 지중해 연구소 (LSPM)은 인간이 거주하지 않습니다. 툴롱 해안에서 40km 떨어진 수심 2,450m에 위치한 이 연구소는 유럽 최초의 원격 운영 수중 실험실입니다.

해저 물리학

현재 여러 도구를 실행하고 데이터를 검색할 수 있는 3개의 정션 박스가 LSPM의 핵심입니다. 각각 길이 6m, 높이 2m인 이 상자는 42km 길이의 태양광 케이블을 통해 지구의 전력 시스템에 연결됩니다. 이 케이블의 광학 부분은 정션 박스에서 데이터를 수집하는 데 사용됩니다.

정션 박스 중 2개는 킬로미터 큐브 중성미자 망원경(KM3NeT)의 ORCA 부서에 할당됩니다. ORCA는 2,070개의 구체로 구성된 3차원 배열을 포함하고 있으며 각 구체에는 광전자 증배관이라고 하는 31개의 검출기가 포함되어 있습니다. 이 구체는 해저에 고정되고 수중 부표에 의해 고정되는 115개의 라인에 배열됩니다. 현재 15개의 글꼴이 설치되어 있습니다.

ORCA의 쌍둥이 사이트인 ARCA는 시칠리아 연안의 3,400m 깊이에 위치해 있습니다. 종합적으로 ORCA 및 ARCA 사이트는 1 입방 킬로미터 이상의 물을 차지합니다.

“이 거대한 감지기 어레이는 남반구 하늘에서 방출되는 중성미자를 감지할 수 있습니다. 드물게 [the neutrinos] 그들은 물 분자와 상호 작용하여 심연의 어둠 속에서 푸르스름한 빛을 발산합니다.”라고 마르세유 센터의 연구 책임자이자 Ars Technica의 LSPM 책임자인 Paschal Coel은 말했습니다. “이 빛을 감지하면 뉴트리노의 방향과 에너지를 측정하기 위해 우리에게.”

사운드 센서

세 번째 정션 박스는 해저에 고정된 1km 길이의 두 개의 유도 케이블로 구성된 이른바 Albatross 라인을 포함하여 해양 과학 연구에 사용됩니다. 이 케이블에는 수온과 해류, 산소 및 pH 수준을 측정하는 센서가 있습니다.

그만큼 Geoazur 연구소칸 인근에 위치한 지구과학연구소는 해저 퇴적물에 박혀 지진 데이터를 실시간으로 얻을 수 있는 광대역 지진계를 개발했다. 지진계와 함께 Geoazur 연구원들은 주요 42km 광전지 케이블의 광섬유 중 하나를 거대한 Seismo-acoustic 센서 어레이로 변환했습니다.

이들은 전통적인 센서가 아니라 광섬유 제조 과정에서 나타나는 유리 결함입니다. 이러한 결함은 광섬유 네트워크에서 발견됩니다. 이것은 유리의 가열 및 인발 공정 때문입니다. 이러한 결함의 결과로 빛의 일부가 송신기로 다시 보내집니다”라고 Geoazur Lab의 Anthony Sladen은 말했습니다. 그는 지진파 또는 음파가 광섬유를 늘리거나 수축시켜 빛의 경로를 변경한다고 덧붙였습니다. “이러한 변화를 측정함으로써 지진파와 음파를 모두 측정할 수 있습니다.”

Sladin과 그의 팀은 유리 격자의 결함을 지진, 선박의 수중 소음, 파도에 대한 데이터를 실시간으로 제공할 수 있는 6,000개의 가상 센서로 변환했습니다.

다른 장치는 서로 다른 주파수에서 고래와 돌고래의 소리를 감지하고 녹음할 수 있는 수중 청음기 그룹으로 구성됩니다. 이 데이터는 과학자들이 이 고래류가 위치를 반복하는 빈도와 발성 행동을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

더 많이 오고 있다

앞서 언급한 장치들이 가동되는 동안 이미 해저에 설치된 다른 실험실 장치들은 여름까지 가동될 것으로 예상된다.

그 중 가장 눈에 띄는 것은 지중해해양연구소에서 개발한 바티봇(BathyBot)이라는 로봇으로, 애벌레 궤도 덕분에 해저를 돌아다닐 수 있다. BathyBot에는 온도, 산소 및 이산화탄소 농도, 현재 속도 및 방향, 염분 및 입자 농도를 측정하는 센서가 장착되어 있습니다.

해안에서 제어되고 내장 카메라의 지시를 받는 이 로봇은 또한 2미터 높이의 인공 암초를 오르고 해저 퇴적물에서 물의 특성을 측정할 수 있습니다.

방사능 수준을 모니터링하는 감마 분광계와 심해 유기체의 생물발광을 측정하는 단일 광자 스테레오 카메라와 같은 다른 기기는 같은 시기에 작동을 시작할 것으로 예상됩니다.

Coyle에 따르면 심해는 잘 이해되지 않기 때문에 “LSPM과 같은 시설은 다양한 현상에 대한 이해를 높일 수 있습니다.”

“연구해야 할 가장 중요한 것은 지구 온난화의 장기적인 영향입니다. LSPM 관측은 이미 해수 온도가 상승하고 이러한 깊이에서도 산소 수준이 낮아짐을 나타냅니다.

Dhananjay Khadilkar는 파리에서 활동하는 저널리스트입니다.