Кіріспе
Антарктикалық технологиялық теңіз лагунасы зертханасы (ATOLL) – орын басындағы байқау эксперименттері үшін жүзбелі океанографиялық зертхана. Бұл нысан сонымен қатар полярлық экспедицияларға арналған құралдар мен жабдықтарды сынақтан өткізді. ATOLL корпусы сол кездегі ең ірі шыны талшықтан жасалған құрылыс еді. Ол 1982 жылдан 1995 жылға дейін қызмет етті.
The Antarctic Technology Offshore Lagoon Laboratory (ATOLL) was a floating oceanographic laboratory for in situ observation experiments. This facility also tested instruments and equipment for polar expeditions. The ATOLL hull was the largest fiberglass structure ever built at that time. It was in operation from 1982 to 1995.
Құрылым мен инфрақұрылым
АТОЛЛ үш қисық шыны талшықтан жасалған элементтерден тұрды, олардың әрқайсысы ұзын және тек 4 метрлік су айдынында жүзуге арналған. Сүйреу үшін элементтерді ұзын S пішінде жинастыруға болады; жұмыс істегенде элементтер су бетін қоршап тұрған аттың жалағы пішіндес құрылымды қалыптастырады. Зертханада он екі зерттеушіге орын жеткілікті болды. Зертханада зертхана, қойма, жабдықтау орындары, жатақхана, компьютер бөлмесі және камин болды. Зертхана Киль университетінің Океанография институтында (Institut für Meereskunde) Уве Кильстің бастамасымен және басшылығымен Балтық теңізінде (әсіресе Киль шығанағында) орнатылды және жұмыс істеді. Шыны талшықтан жасалған корпус Waki Zöllner-дің "Atoll" компаниясынан сатып алынды. Борттағы компьютер NeXT болды, ал Антарктика крилінің виртуалды микроскопының алғашқы нұсқалары олардың морфологиясы мен мінез-құлқына интерактивті тереңдеу үшін әзірленді, кейіннен бұл туралы "Science" журналында жарияланды. Зертхана радиобайланыс арқылы Интернетке қосылды, ал интернеттегі теңіз жануарларының алғашқы суреттері осы NeXT-тен келді. Бұл зертханада Атлантикалық сельдьдің тұмсық табандылармен қоректенгенінің алғашқы видеолары түсірілді. Су астындағы бақылау және тәжірибе бөлмесі үлкен иллюминаторлар арқылы тікелей бақылау мен манипуляция жасауға мүмкіндік берді. Техникалық жабдыққа жоғары ажыратымдылыққа ие сканилеу сонары кірді, ол жас сельдь үйірлерін табуға, киберкептіргіш және қолғап арқылы басқарылатын ROV-ді басқаруға, сондай-ақ позицияларды, қашықтықты және жылдамдықты анықтауға қолданылды. Зондтар судың тұздылығын, температурасын және оттегі деңгейін өлшеді. Арнайы құралдар планктон, бөлшектер және көпіршіктердің концентрациясын және олардың мөлшерін өлшеуге мүмкіндік берді. Бейнелеу жабдығына жарық аз болғанда түсіретін және жоғары жылдамдықты бейнекамералар кірді, олар жабылатын лазерлік сәуле немесе инфрақызыл светодиодты жарықтандыруды пайдаланды. ROV-ке орнатылатын инвазивті емес оптикалық өлшеулерге арналған ecoSCOPE деп аталатын эндоскоп жүйесі жасалды және жасалды және өте қашқыш сельдьтің микромасштабты динамикасы мен мінез-құлқын жазу үшін пайдаланылды.
Зерттеу
ATOLL кемесімен жүргізілген ғылыми зерттеулер азық тізбегінің ең маңызды кезеңдерінің біріне – сельдьдің (Clupea harengus) өмірінің алғашқы сатылары мен оның негізгі жемі – копеподтар арасындағы байланысқа бағытталған. Балық шаруашылығы экологтарының басты гипотезасы – жемнің микротаралуы, мұхиттың микротурбуленттігі немесе сақтау жағдайлары көбінесе балықтың күшті жылдық топтарының дамуына қолайлы жағдай тудырмайды. Көп жылдары сельдь личинкаларының 99%-дан астамы тірі қалмайды. Бірақ кейде физикалық және биологиялық жағдайлар қолайлы болып, личинкалардың тірі қалу деңгейі жоғары болып, үлкен жылдық топтар қалыптасады. ATOLL-дегі зерттеу жұмыстары балықтардың тамақтануына және жыртқыштардан қорғануына шағын масштабтағы динамиканың әсерін, сондай-ақ олардың жылдық топтардың күшіндегі рөлін зерттеді. Студенттер курстар мен диссертациялық жұмыстарында зертханада қарастырған зерттеу сұрақтары: Табиғи жарық градиентінің жыртқыш пен жем арасындағы өзара әрекетке қандай әсері бар? Жыртқыш өзін көрсете бермей жемін қалай көре алады? Жарық режимін тербететін ұсақ толқындардың шоғырлануы камуфляжға және шабуыл стратегиясына қалай ықпал етеді? Микротурбуленцияның әртүрлі жиіліктері қандай әсер етеді? Сельдь личинкалары үйірге біріккен кезде бұл әсерлер қалай өзгереді? Агрегация құбылысы қандай рөл атқарады? Мұхит физикасы организмдердің жиналуын жасай ма, әлде өзгерте ме? Агрегациялардың динамикасы микродеңгейде мұхит физикасына әсер ете ала ма? Жер бетіндегі толқындардың әсері бар ма? Турбуленция мен газдың қанығуынан туындаған микрокөпіршіктердің таралуы мен динамикасы қандай? Организмдер мұхит физикасының микроградиенттеріне қалай бағдарланады? Олар толқынды аноксия мен гипоксияның тікелей жанында қалай тірі қалады? Балтық теңізінде шабақ, мүйіз балық және сельдь неге басқа балықтарға қарағанда өте сәтті? Тамақтану және микродеңгейде бағдарлану үшін үйірдің қандай әсері мен функциялары бар? Балықтардың тордағы мінез-құлқы қандай және тордан қанша азық жоғалады? Бұл құралдар кейін Антарктика экспедицияларында қолданылатын болады, мысалы, мұз астында крильдің мөлшеріндегі мөлдір организмдердің суретін түсіру үшін.