Подводная лаборатория «Аквариус» в национальном морском заповеднике Флорида-Кис.

Введение

Подводная среда обитания у Ки-Ларго в Национальном морском заповеднике Флорида-Кис

База рифа "Аквариус" – это подводная среда обитания, расположенная у Ки-Ларго в Национальном морском заповеднике Флорида-Кис, штат Флорида, США. Это единственная в мире подводная исследовательская лаборатория, которой управляет Международный университет Флориды. Она размещена на дне океана на глубине 18,90 м под поверхностью, рядом с глубоким коралловым рифом, известным как "Риф-конь". "Аквариус" – единственная действующая подводная исследовательская лаборатория, хотя Фонд развития морских ресурсов ранее использовал два дополнительных подводных комплекса, также расположенных в Ки-Ларго, штат Флорида. До 2013 года "Аквариус" принадлежал Национальному управлению океанических и атмосферных исследований (NOAA) и находился в управлении Университета Северной Каролины в Уилмингтоне, после чего оперативное управление перешло к Международному университету Флориды. В октябре 2014 года Международный университет Флориды (FIU) стал владельцем "Аквариус". В рамках Инициативы FIU по морскому образованию и исследованиям программа Medina Aquarius посвящена изучению и сохранению морских экосистем по всему миру, а также расширяет возможности и влияние FIU в области исследований, образовательной деятельности, разработки технологий и профессиональной подготовки. В основе программы лежит база рифа "Аквариус".

Цель

Aquarius, спроектированный Perry Submarine Builders of Florida и построенный Victoria Machine Works, был построен в Виктории, штат Техас, в 1986 году. Его первоначальное название было "Джордж Ф. Бонд" – в честь врача ВМС США, который был пионером в разработке SEALAB и, в целом, технологии насыщения при глубоководных погружениях. Первоначально подводные операции планировались у острова Каталина в Калифорнии, но затем были перенесены на Виргинские острова США. После урагана "Хуго" в 1989 году Aquarius был доставлен в Уилмингтон, штат Северная Каролина, для ремонта и модернизации, а в 1993 году вновь развернут в районе Флорида-Кис. Aquarius расположен под водой, у основания кораллового рифа в Национальном морском заповеднике Флорида-Кис – идеальном месте для изучения состояния уязвимых коралловых рифов. Лабораторией чаще всего пользуются морские биологи, для которых Aquarius служит базой для изучения кораллового рифа, рыб и водных растений, обитающих поблизости, а также состава окружающей морской воды. В Aquarius размещено современное лабораторное оборудование и компьютеры, позволяющие ученым проводить исследования и обрабатывать образцы, не покидая подводного комплекса. В обитаемом модуле могут разместиться четыре ученых и два техника во время миссий, длящихся в среднем десять дней. Ученых на Aquarius часто называют "акванавтами" (поскольку они живут под водой под давлением на глубине в течение периода, равного или превышающего 24 часа без возвращения на поверхность). Техника, известная как насыщение при глубоководных погружениях, позволяет акванавтам жить и работать под водой в течение нескольких дней или недель. После двадцати четырех часов пребывания под водой на любой глубине, организм человека насыщается растворенными газами. При использовании технологии насыщения дайверы могут точно рассчитать необходимое время для декомпрессии перед возвращением на поверхность. Эта информация снижает риск развития декомпрессионной болезни. Благодаря проживанию в обитаемом модуле Aquarius и работе на одной и той же глубине на дне океана, акванавты могут оставаться под водой на протяжении всей миссии. Кроме того, поскольку Aquarius позволяет использовать технологию насыщения, погружения из модуля могут длиться до девяти часов подряд, в то время как обычные погружения с поверхности обычно длятся от одного до двух часов. Эти длительные погружения позволяют проводить наблюдения, которые были бы невозможны в других условиях. На рифе за пределами Aquarius расположены пункты снабжения, где акванавты могут пополнять запасы воздуха в баллонах во время погружений.

Aquarius, designed by Perry Submarine Builders of Florida and constructed by Victoria Machine Works, was built in Victoria, Texas, in 1986. Its original name was "the George F. Bond", after the United States Navy physician who was the father of SEALAB in particular and saturation diving in general. Underwater operations were first planned for Catalina Island, California, but were moved to the U. S. Virgin Islands. Following Hurricane Hugo in 1989, Aquarius was taken to Wilmington, North Carolina, for repairs and refurbishment and was redeployed in the Florida Keys in 1993. Aquarius is located under of water at the base of a coral reef within the Florida Keys National Marine Sanctuary, an ideal site for studying the health of sensitive coral reefs. The laboratory is most often used by marine biologists for whom Aquarius acts as home base as they study the coral reef, the fish and aquatic plants that live nearby and the composition of the surrounding seawater. Aquarius houses sophisticated lab equipment and computers, enabling scientists to perform research and process samples without leaving their underwater facilities. The habitat accommodates four scientists and two technicians for missions averaging ten days. Scientists on the Aquarius are often called "aquanauts" (as they live underwater at depth pressure for a period equal to or greater than 24 continuous hours without returning to the surface). A technique known as saturation diving allows the aquanauts to live and work underwater for days or weeks at a time. After twenty four hours underwater at any depth, the human body becomes saturated with dissolved gas. With saturation diving, divers can accurately predict exactly how much time they need to decompress before returning to the surface. This information limits the risk of decompression sickness. By living in the Aquarius habitat and working at the same depth on the ocean floor, Aquarius aquanauts are able to remain underwater for the duration of their mission. In addition, because Aquarius allows saturation diving, dives from the habitat can last for up to nine hours at a time; by comparison, surface dives usually last between one and two hours. These long dive times allow for observation that would not otherwise be possible. Way stations on the reef outside Aquarius allow aquanauts to refill their scuba tanks during dives.

Структура среды обитания

"Аквариус" состоит из трех отсеков. Доступ к воде осуществляется через мокрый предшлюз – камеру, оборудованную лунным бассейном, который поддерживает давление воздуха внутри мокрого предшлюза равным давлению воды на данной глубине (окружающему давлению), примерно 2,6 атмосферы, благодаря гидростатическому равновесию. Основной отсек достаточно прочен, как подводная лодка, чтобы поддерживать нормальное атмосферное давление; его также можно герметизировать до окружающего давления, и обычно в нем поддерживается промежуточное давление. Самый маленький отсек, входной шлюз, расположен между двумя другими и функционирует как воздушный шлюз, в котором персонал ожидает, пока давление не будет скорректировано до уровня мокрого предшлюза или основного отсека. Такая конструкция позволяет персоналу возвращаться на поверхность без необходимости использования декомпрессионной камеры. Персонал находится в основном отсеке в течение 17 часов перед подъемом, в течение которых давление медленно снижается, чтобы избежать декомпрессионной болезни.

Подводные миссии и исследования

Несколько миссий на "Аквариусе" были отменены из-за ураганной активности. Во время урагана "Гордон" в 1994 году экипажу ученых и дайверов пришлось эвакуировать "Аквариус" и подняться по спасательному тросу на поверхность в условиях 5-метрового волнения после возгорания одного из генераторов станции. В 1998 году ураган "Жорж" едва не уничтожил "Аквариус", сломав соединение одной из опор и сдвинув два балласта на внешней платформе. Ураганы "Жорж" и "Митч", произошедшие позднее в 1998 году, также разрушили внешние станции, использовавшиеся для заправки баллонов акванавтов. В 2017 году ураган "Ирма" оторвал буй системы жизнеобеспечения от якорей и унес его на 23 км в канал Lignum Vitae, а также повредил подводные жилые отсеки и внешнюю платформу. По состоянию на 2008 год, никто из ученых и сотрудников "Аквариуса" не пострадал в результате штормов. Дайвер по имени Дьюи Смит погиб во время погружения с "Аквариуса" в мае 2009 года. Последующее расследование установило, что смерть Смита была вызвана сочетанием факторов, включая отказ электронных систем его ребризера Inspiration с замкнутым циклом из-за гидродинамических сил, возникших от гидравлического отбойного молотка, использовавшегося поблизости. Из-за сокращения бюджета NOAA прекратила финансирование "Аквариуса" после сентября 2012 года, и после миссии июля 2012 года, в состав экипажа которой вошла пионер подводного плавания Сильвия Эрл, дальнейшие миссии не планировались. Университет Северной Каролины в Уилмингтоне также не смог обеспечить финансирование для продолжения работы. Был создан Фонд "Аквариус" в попытке сохранить станцию в рабочем состоянии. В течение двух недель ежедневный комикс "Лагуна Шермана" освещал возможную ликвидацию станции "Аквариус", начиная с недели 10 сентября 2012 года, и продолжил с эпизодическим появлением Эрл на неделе, начинающейся 17 сентября 2012 года, для обсуждения важности "Аквариуса". В январе 2013 года было принято предложение о сохранении "Аквариуса" под управлением Флоридского международного университета.

Several missions on the Aquarius have been canceled due to hurricane activity. During Hurricane Gordon in 1994, a crew of scientists and divers had to evacuate Aquarius and climb up a rescue line to the surface in 15 feet (5 m) seas after one of the habitat's generators caught fire. In 1998, Hurricane Georges nearly destroyed Aquarius, breaking a joint in one of its legs and moving two weights on the wet porch nearly off the structure. Both Hurricane Georges and Hurricane Mitch, later in 1998, also destroyed way stations outside Aquarius used to refill aquanauts' scuba tanks. In 2017, Hurricane Irma ripped the habitat's life support buoy from its moorings and blew it 14 mile (23 km) away to the Lignum Vitae Channel, as well as damaging the underwater living quarters and wet porch area. as of 2008, no scientists or staff members had been injured at Aquarius due to storms. A diver named Dewey Smith died during a dive from Aquarius in May 2009. A subsequent investigation determined that Smith's death was caused by a combination of factors, including the failure of the electronic functions of his Inspiration closed circuit rebreather due to hydrodynamic forces from a hydraulic impact hammer being used nearby. Due to budget cuts, NOAA ceased funding Aquarius after September 2012, with no further missions scheduled after a July 2012 mission that included pioneering female diver Sylvia Earle in its aquanaut crew. The University of North Carolina Wilmington was also unable to provide funding to continue operations. The Aquarius Foundation was set up in an attempt to keep Aquarius functioning. In a two week series, the daily cartoon strip Sherman's Lagoon featured the potential closing of the Aquarius facility in the week starting September 10, 2012, and continued with a cameo appearance of Earle in the week starting September 17, 2012, to discuss the importance of Aquarius. In January 2013, a proposal to keep Aquarius running under Florida International University administration was accepted.