I det dype vannet mellom Fiji og Tonga, omtrent en kilometer under overflaten, stiger ruvende skorsteiner opp fra havbunnen. Disse svarte røykerne fordriver mørke skyer med brennende vann, rike på elementer som svovel, kobber og sink.
Til tross for mørke, knusende trykk, varme og giftighet på stedet i det nordøstlige Lau Bassin, nær der de australske og stillehavs tektoniske platene konvergerer, pusser skorsteinene liv. Gruveselskaper har blitt interessert i cachen til metaller ved hydrotermiske ventilasjonsåpninger, noe som gjør det stadig mer nødvendig å undersøke og katalogisere disse komplekse økosystemene. Men å studere havbunnen er ingen enkel oppgave.
Lau-bassenget ligger stort sett utenfor menneskelig rekkevidde. Selv om nedsenkbare, som Alvin, kan føre mennesker ned i dypet, er tilgangen til slikt utstyr begrenset og risikabelt. Så forskere stoler hovedsakelig på fjernstyrte kjøretøy (ROV) for å være øynene og hendene nede.
Likevel er det en mindre enn tilfredsstillende opplevelse å oppleve disse å sprekke sprekker i havets jordskorpe gjennom det begrensede området til et kamera, forklarer Tom Kwasnitschka, en forsker på dypt hav ved Helmholtz Center for Ocean Research i Kiel, Tyskland.
"Se for deg å gå gjennom Manhattan og bare få lov til å se [byen] gjennom søkeren på et kamera, " sier han. “Hva slags opplevelse vil du få?”
Nå bruker forskere og ingeniører som har seilt på Schmidt Ocean Institutes forskningsskip Falkor, virtuell virkelighet for å ta steget inn i denne fremmede verden. Selv om tidligere grupper har avbildet individuelle skorsteiner, planlegger teamet å lage en tredimensjonal virtuell rekonstruksjon av hele ventilasjonsfeltet ved hjelp av en av de mest avanserte ROV-ene for å sette propell i Lau-bassenget.
"Vi ønsket å gå på havbunnen - det er lett som det, " sier Kwasnitschka, sjefforsker i prosjektet. "Bare det er det ikke."
Hydrotermiske ventilasjonsåpninger dannes i vulkanisk aktive områder av havet, der vann kan krype mellom sprekker i jordskorpen og komme i kontakt med varmen som kureres nedenfor. Dette overopphetede vannet løser opp noen av metallene fra de omkringliggende bergartene før det kastes ut i svarte skyer som en geysir fra havbunnen.
Ikke bare kan temperaturene på de hydrotermiske ventilasjonsåpningene nå skoldingsnivåer og sveve opp til 700 grader Fahrenheit, men miljøet er innhyllet i mørket. For å fullføre det, ville vekten av alt det overliggende vannet knuse en ubeskyttet menneskekropp. Teamets ROV utforsket rundt tre kvarter en kilometer nede, der trykket er enormt - i underkant av ett tonn per hver kvadrat tomme, eller omtrent det samme trykket du ville føle hvis en svart neshorn sto på stortåen.
I motsetning til den skjøre menneskekroppen, tåler en ROV lufteforholdene. Lagets buggy, kalt Remotely Operated Platform for Ocean Sciences (ROPOS) er omtrent på størrelse med en Jeep Wrangler og veier inn omtrent 3, 5 tonn. Selv om det ser ut som en floke av ledninger, gir og hydraulikk på nært hold, bruker det høyteknologiske systemet et batteri av HD-kameraer for både video og stillbilder, inkludert et 4K-kamera som produserer videokameraer, stereokameraer som tar film bilder for 3D-visning og kraftige undervannslys.
Et spesielt bemerkelsesverdig trekk er at skipets mannskap kan oppleve ventilene på første hånd, nærmest vandre mellom spirene mens de bruker en søker ombord i Falkor . Da bilder begynte å strømme inn, sier Kwasnitschka at mannskapet stod opp midt på natten for å utforske ventilasjonsåpningene med søkeren.
"Det er en veldig spennende opplevelse å se et svart røykerfelt og føle deg rundt, " sier Kwasnitschka. "Plutselig støter du ikke [ROV] i ting lenger fordi du kan snu hodet og se det spiret du er i ferd med å banke på."
Likevel er det ingen liten prestasjon å navigere i ROPOS. "Det er veldig sammenlignbart med å fly et helikopter i skogen, " sier Kwasnitschka.
Laget brukte tre dager på å ta bilder og video av et område som tilsvarer 74 fotballbaner for å lage et 3D-kart, med en oppløsning som er høy nok til å skille individuelle gressblader. Ved å bruke disse dataene kunne de deretter velge de beste lokalitetene for å ta prøver som gjenspeiler de forskjellige bergartene og livet som florerer på ventilens overflate.
Mens de fleste ekspedisjoner har forskere som kartlegger og griper prøver mens de går, viser det seg at denne metoden er mye mer effektiv.
“Du [vanligvis] hastverk fra hjørne til hjørne og prøver å ikke gå glipp av de spennende tingene. Men du kan ikke se veldig langt, og du vet ikke hvor du er, sier Kwasnitschka. "Du vet rett og slett ikke hvor de gode bergartene er."
Ved å bruke ROPOS, fikk teamet laget landet før de valgte prøvetakingssteder og avsluttet med overraskende fart, forklarer Kwasnitschka. "De hadde sett stedet, og de visste hva de hadde var representative, og vi kunne dra hjem, " sier han.
Selv om havet dekker mer enn 70 prosent av planeten, har mindre enn fem prosent noen gang blitt utforsket. Kwasnitschka mener hans virtuelle virkelighetssystem er en av teknologiene som kan innlede neste generasjon utforskning av dyphavet.
Lagets spektakulære 360-graders video er nå tilgjengelig på YouTube. Men arbeidet deres er ikke gjort ennå.
"Denne typen teknologi er bare like god som vitenskapen du får ut av den, " sier Kwasnitschka. ”Og det tror jeg er viktig å huske. Vi drar ikke dit for YouTube, vi drar dit for vitenskap. "
Hans gruppe håper å bruke dokumentasjonen for å bedre forstå de intrikate indre virkemidlene i ventilasjonsøkosystemet og spore endringer over tid. Å lage et virtuelt kart kan også hjelpe dem å forstå hvordan individuelle skorsteiner er koblet innenfor det større luftefeltet.
Så mens livet fortsetter å stresse sammen med det luftige mørket på ventilasjonsåpningene, graver forskerne nå inn i mengden av prøver, bilder og timer med opptak som er samlet for å bringe det tøffe miljøet i den hydrotermiske ventilasjonen til laboratoriets komfort.
