500-метров оптичен кабел се трансформира в система за подводен мониторинг, предназначена да открива вулканична и хидротермална активност край гръцките острови Санторини и Милос. Кабелът се разполага в подводния кратер Колумбо, североизточно от Санторини, като част от океанографската мисия „HYDROSENSE“. Изследователите използват оптична технология, за да записват слаби вибрации и акустични сигнали, които биха могли да разкрият процеси под морското дъно, които досега са били трудни за откриване, пише To Vima.
Проектът обединява учени от Лабораторията по физическа география в Националния и Каподистрийски университет в Атина (NKUA), американския Изследователски институт за аквариуми в залива Монтерей (MBARI) и Италианския национален изследователски съвет (CNR). Работата се извършва на борда на изследователския кораб на CNR Gaia Blu.
Защо изследователите избраха кратера Колумбо
Подводният вулкан е особено важно място за наблюдение на геоложки опасности и тестване на нови технологии. В началото на 2025 г. районът преживя интензивна вулканична и тектонична криза, продължила приблизително един месец. Сеизмичната активност бързо се измести североизточно от Колумбо към островчето Анидрос и бяха регистрирани над 30 000 земетресения. Епизодът подчерта необходимостта от укрепване на инфраструктурата за подводен мониторинг. Въпреки че изследванията в района са напреднали, учените все още се сблъскват със значителни пропуски в разбирането си. Наземните сеизмични мрежи не могат да открият всеки слаб акустичен сигнал, свързан с изблици на микросеизмична активност, докато познанията за подводните пътища, през които излизат горещи течности и газове, остават ограничени.
Как оптичният кабел слуша морското дъно
Мисията HYDROSENSE използва разпределено акустично наблюдение (DAS), технология, която превръща оптичния кабел в обширна мрежа от сензори. Системата изпраща лазерни импулси през влакното и измерва малки промени в отразената светлина. Тези промени ѝ позволяват да открива вибрации и акустични смущения в стотици точки по кабела, като ефективно създава подводен сензорен масив.
Една от основните цели на експеримента е да се определи дали звукът, произведен от газови мехурчета, излизащи от морското дъно, може да разкрие колко газ се отделя и как емисиите се променят с течение на времето. За да оценят измерванията, изследователите използват и други инструменти, включително подводна стереоскопична камера, температурни сензори и хидрофон, който записва звуци, генерирани от излизащия газ. Екипът проучва дали системата може да различи акустичните сигнали и вибрациите, причинени от мехурчета, от друг подводен шум и дали системата може да проследява промените в газовите емисии. Констатациите биха могли да подобрят разбирането на хидротермалните и вулканичните системи и да помогнат за проправяне на пътя за технологии за ранно предупреждение. Кабелът ще бъде изваден след завършване на мисията. Ако методът се окаже ефективен, той евентуално би могъл да се използва за непрекъснато наблюдение на големи подводни зони.
Първоначално тествана в Милос
Преди внедряването си в Колумбо, технологията беше тествана край Милос, остров с една от най-големите известни плитки подводни геотермални системи в света. Там морската вода прониква в пропускливи седименти и напукани скали, нагрява се под земята и се издига обратно към морското дъно, носейки разтворени химикали и газове.
Аарон Микалеф, главен изследовател в Лабораторията за процеси на морското дъно на MBARI, заяви пред Атино-македонската информационна агенция (AMNA), че хидротермалните отвори се намират в плитки води близо до брега. Това позволи на изследователския екип да инсталира лазерната система за откриване на защитено място на сушата.
С помощта на местни водолази, изследователите положиха приблизително 500 метра кабел на морското дъно близо до известни места за емисии на газ, което им позволи да контролират по-добре условията на експеримента.
Екипът използва и автономно подводно превозно средство „MOLA AUV“, разработено от лабораторията CoMPAS на MBARI. Роботът е създал триизмерни карти с висока резолюция на морското дъно, документирайки хидротермални структури, емисии на газ, бактериални подложки и минерални находища.
По-предизвикателно внедряване в Колумбо
Прилагането на технологията в Колумбо е значително по-трудно от първоначалния тест в Милос. Хидротермалната активност се осъществява в активна подводна вулканична система, оформена от взаимодействия между магматични процеси, движения на разломи и циркулация на флуиди.
За разлика от случая при остров Милос, тук водолази не могат да съдействат при инсталирането. Стръмният и сложен вулканичен релеф също така затруднява прецизното полагане на кабела. Поради това екипът ще използва специализирана система за разгръщане, подпомагана от подводни наблюдения, извършвани чрез дистанционно управляван апарат (MiniROV).
Този апарат е оборудван с усъвършенствани сензори, разработени от лабораторията CoMPAS към MBARI. Те ще позволят на изследователите да картографират геоложките структури и хидротермалните образувания в три измерения и с висока разделителна способност.
Научен скок за подводната вулканология
Еви Номику, професор по геоложка океанография в Атинския национален и каподистриев университет (NKUA), определи внедряването на технологията DAS (разпределено акустично сензориране) при вулкана Колумбо и хидротермалното поле край Милос като „истински научен скок за подводната вулканология и океанографията в Егейско море“.
Превръщането на един оптичен кабел в гъста мрежа от хиляди виртуални сензори ще позволи на учените да регистрират процесите с по-голяма точност – включително явления, които наземните сеизмични мрежи трудно засичат, отбеляза тя. Тя също така подчерта значението на сътрудничеството с MBARI за въвеждането на съвременни технологии и експертен опит в южната част на Егейско море.
Номику посочи, че сеизмичната и вулканична криза в началото на 2025 г. е доказала необходимостта от непрекъснат подводен мониторинг. Полагането на кабела в кратера и свързването му със системата Geo-Sense ще даде възможност за регистриране на подводни сеизмични трусове, епизоди на микросеизмична активност, както и геометрията на пътищата за движение на флуиди. Това също така ще позволи на изследователите да проучат връзката между хидротермалната активност и микробните общности на морското дъно.
Според изданието Cyclades 24, Номику определя като приоритет и повторното инсталиране на всички инструменти, принадлежащи към подводната вулканична обсерватория SANTORY при вулкана Колумбо. Тя отбеляза, че това ще изисква държавно финансиране, както и подкрепа от община Тира (Санторини).
Непрекъснатият мониторинг на морското дъно не може да зависи единствено от периодични изследователски проекти, подчерта тя. Необходима е стабилна институционална и финансова подкрепа, която да допринесе за защитата на Санторини и южната част на Егейско море.
