Un laboratorio remoto está tomando forma a 2,5 kilómetros bajo el nivel del mar – Ars Technica

En 1962, se estableció frente a la costa de Marsella, Francia, a una profundidad de 10 metros, uno de los primeros laboratorios de investigación del hábitat humano y submarino del mundo. El Proyecto Conshelf 1 consistió en una estructura de acero que albergó a dos hombres durante una semana.

Ahora, más de 60 años después, se está instalando otro laboratorio submarino no lejos de Marsella, esta vez para estudiar el mar y el cielo. A diferencia del Conshelf forte, el Laboratorio Mediterráneo Provenza Souss-Marine (LSPM) no será habitada por humanos. Ubicado a 40 kilómetros de la costa de Toulon a una profundidad de 2.450 metros, es el primer laboratorio submarino operado a distancia de Europa.

Física submarina

Actualmente, tres cajas de conexiones capaces de ejecutar múltiples herramientas y recuperar datos son el corazón de LSPM. Las cajas, cada una de 6 metros de largo y 2 metros de alto, están conectadas a un sistema de energía en la Tierra a través de un cable fotovoltaico de 42 kilómetros. La parte óptica de este cable se utiliza para recopilar datos de las cajas de conexiones.

Dos de las cajas de conexiones están asignadas a la división ORCA del Telescopio de neutrinos cúbicos de kilómetro (KM3NeT). ORCA incluye una matriz tridimensional de 2070 esferas, cada una de las cuales contiene 31 detectores llamados tubos fotomultiplicadores. Estas esferas estarán dispuestas sobre 115 líneas ancladas al fondo del océano y ancladas por boyas sumergidas. Actualmente, se han instalado 15 fuentes.

El sitio gemelo de ORCA, ARCA, está ubicado frente a la costa de Sicilia a una profundidad de 3.400 metros. En conjunto, los sitios ORCA y ARCA ocupan más de 1 kilómetro cúbico de agua.

«Estas matrices gigantes de detectores pueden detectar neutrinos emitidos desde los cielos del hemisferio sur. En las raras ocasiones [the neutrinos] Interactúan con las moléculas de agua, produciendo un destello de luz azulada en la oscuridad del abismo del océano», dijo Paschal Coel, director de investigación del Centro de Física de Partículas de Marsella y director de LSPM para Ars Technica. «La detección de esta luz permite nosotros para medir las direcciones y energías de los neutrinos”.

sensor de sonido

La tercera caja de conexiones está dedicada a estudios de ciencias marinas, incluida la llamada línea Albatross, que consta de dos cables inductivos de un kilómetro de longitud fijados al fondo del océano. Estos cables llevan sensores para medir la temperatura del agua y las corrientes oceánicas, así como los niveles de oxígeno y pH.

el Laboratorio Geoazur, un instituto de geociencias ubicado cerca de Cannes, ha desarrollado un sismógrafo de banda ancha que está incrustado en los sedimentos del fondo del océano, lo que permite obtener datos sísmicos en tiempo real. Junto con un sismógrafo, los investigadores de Geoazur han convertido una de las fibras ópticas del cable fotovoltaico principal de 42 kilómetros en una matriz gigante de sensores sismoacústicos.

No se trata de sensores tradicionales sino de defectos en el vidrio que aparecen durante la fabricación de fibras ópticas. Estos defectos se encuentran en la red de fibra óptica. Esto se debe a los procesos de calentamiento y estirado del vidrio. Como resultado de estos defectos, parte de la luz se envía de regreso al transmisor”, dijo Anthony Sladen del Geoazur Lab. Agregó que una onda sísmica o de sonido estira o contrae la fibra óptica, cambiando así la trayectoria de la luz. «Al medir este cambio, podemos medir tanto las ondas sísmicas como las sonoras».

Sladin y su equipo han transformado las fallas en la red de vidrio en 6000 sensores virtuales que pueden proporcionar datos sobre terremotos, ruido submarino de barcos y olas en tiempo real.

Otros dispositivos consisten en un grupo de hidrófonos que pueden detectar y grabar los sonidos de ballenas y delfines en diferentes frecuencias. Los datos ayudarán a los científicos a comprender con qué frecuencia estos cetáceos repiten la ubicación, así como su comportamiento vocal.

Viene más

Mientras los dispositivos antes mencionados están en funcionamiento, se espera que otros dispositivos de laboratorio, que ya están instalados en el fondo del océano, estén operativos para el verano.

El más notable de ellos es un robot llamado BathyBot, desarrollado por el Instituto Mediterráneo de Oceanografía, que puede moverse por el fondo del océano gracias a las orugas. El BathyBot está equipado con sensores para medir la temperatura, las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono, la velocidad y dirección de la corriente, así como la salinidad y la concentración de partículas.

Controlado desde la costa y dirigido por una cámara incorporada, el robot también podrá escalar un arrecife artificial de dos metros de altura y medir las propiedades del agua en los sedimentos del fondo del océano.

Se espera que otros instrumentos, como un espectrómetro gamma para monitorear los niveles de radiactividad y una cámara estereoscópica de un solo fotón para medir la bioluminiscencia de los organismos de las profundidades marinas, comiencen a operar en el mismo período de tiempo.

Según Coyle, debido a que las profundidades del mar no se comprenden bien, «instalaciones como el LSPM pueden mejorar nuestra comprensión de muchos fenómenos diferentes».

«Lo principal a estudiar es el impacto a largo plazo del calentamiento global. Las observaciones del LSPM ya indican un aumento de la temperatura del mar y niveles más bajos de oxígeno incluso a estas profundidades.

Dhananjay Khadilkar es un periodista residente en París.