到阿塔卡马海沟的记录设置之旅

图1：智利海底着陆器奥达西亚在第三次开始时降入海中，并创下纪录的潜水时间，在阿塔卡马海沟的8081米处。 （图片来源：Kevin Hardy和Atacamex 2018）

图1a：2018年1月26日底层着陆器奥达西亚下降到8,024米时，一股沉积物被掀起。在下一次潜水时，底栖着陆器达到秘鲁 - 智利海沟深度最深的8081米。观察到海参，脚足类，多毛类动物和其他动物，其中一些捕获在诱饵陷阱中。该着陆器由智利科学舰队Cabo de Hornos操作，由智利无敌舰队运营。 （图片来源：Kevin Hardy和Atacamex 2018）

图2：由智利无敌舰队运营的现代智利科学船Cabo de Hornos的甲板船员部署了底部登陆器Audacia。玻璃球体的高度很高，而仪器的重量却很低，创造了固有的稳定性。 （图片来源：Kevin Hardy和Atacamex 2018）

图3：具有多个浮游生物网的Mocness用于离散深度的采样。海鸟环境感应仪器位于大型钢架的顶部。 （图片来源：Kevin Hardy和Atacamex 2018）

图4：Mocness浮游生物网收集的一只小而精致的虾，活着并且状况良好。 （图片来源：Kevin Hardy和Atacamex 2018）

图5：在ATACAMEX 2018期间从Atacama海沟回收的一个大型足迹。（图片由Kevin Hardy和Atacamex提供2018年）

图6：智利海洋科学家第三次前往海底地层后，从底层着陆器Audacia收集样品，达到8081米。 （图片来源：Kevin Hardy和Atacamex 2018）

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一个智利领导的探险队探索自己海岸的海沟，成功地发射和恢复了一艘名为DOV Audacia（Audacity）的底栖着陆器，这次着陆深度超过8000米，最后达到8081米深。使用Mocness拖网，这次考察还收集了5000米深处的浮游生物。阿塔卡梅克斯2018年考察代表了智利海洋科学的一个里程碑，因为那里的研究人员在深海勘探和研究方面正在开展开创性工作。

海区是海洋最深的地区，海拔6000到11000米。由于达到这些深度的高压力和巨大困难，他们的访问和学习非常困难。由于这些原因，不是没有兴趣，这个领域几乎没有探索。该地区包括多条战壕，许多战壕组成了太平洋火环，由于一个地壳下沉了地壳，地球吞噬了一部分地壳，引起了岛屿和山区，如安第斯山脉。在激烈的地震活动中，海沟可能会突然爆发，产生震动和破坏性海啸。

南美洲西海岸位于地球上最长的秘鲁 - 智利（阿塔卡马）海沟，其最大深度估计为8065米，是世界上第十大最深的海沟。

在2018年1月25日至2018年2月2日期间，在Atacamex 2018年考察期间，来自智利海洋研究所（IMO-Chile）的智利研究人员，由教授和研究所所长Osvaldo Ulloa领导，首先进行了观测并从绝对最深的深度，在阿塔卡马海沟8081米。由智利无敌舰队运营的智利科学船Cabo de Hornos是水面支援舰。

首先实现历史性探索需要找到一种通常用于探测深海深度的大型绞车和长钢丝。取而代之的是，研究人员依靠设计和建造定制的海军级免费飞行器 - 底栖着陆器。全球海洋设计公司（加利福尼亚州圣地亚哥）设计和制造的高科技紧凑型自主深海车辆采用现代材料制造。 Ulloa博士将他的底层着陆器命名为“Audacia”（Audacity），以表彰挑战未开发边界所需的勇气和无畏。底层登陆器“Audacia”高96“/ 244厘米高×25”/ 64厘米宽（49“/ 125毫米宽，侧面浮动吊舱）×21”/ 53厘米深，重量约为400磅/ 182公斤。在水中，着陆器被修剪成像浮标一样漂浮，浮力为40磅。重量为80磅/ 36公斤的消耗性锚杆以约1米/秒的速率将着陆器下到底部。由表面电流引起的横向偏移不会有太大影响。如果表面电流为100米，着陆器将在1分40秒内通过它。底层登陆器“Audacia”是由全球海洋设计公司（加利福尼亚州圣地亚哥）的Kevin Hardy设计和制造的，这是设计和建造深海海底探测器的世界专家。它利用了一些国际公司的组件。

在阿塔卡梅克斯2018年的考察期间，底层着陆器进行了三次潜水，所有这些潜水员的潜水深度都超过了8000米。锚点释放后，它返回到靠近部署点的表面。

在阿塔卡马海沟的“Audacia”的主要成就是：

• 在8000米深度以下进行现场测量和观测;
• 登记深度超过历史记录值（8065米），创造8081米的新纪录;
• 以超过8000米的深度采集海水样本，可以首次观察哪些类型的微生物居住在阿塔卡马海沟水域，以及该地区超深海水的某些化学特性太平洋;
• 获得超过8000米深的海沟海底照片;
• 使用由着陆器自主部署的诱饵捕获器在8000多米深处获得足纲动物（甲壳类动物）;
• 成像生活在底栖边界层的活跃和致密的生物;
• 演示使用高适应性底栖登陆器，以更低的总成本增加对深海的勘探。

底层的着陆器
底栖着陆器是一个无束缚的免费车辆，意味着一旦它在侧面，与船舶的所有物理连接都被切断。登陆器向下和向后传送的能力是基于按照阿基米德原则控制密度的：如果着陆器比海水重，它会下沉，如果它更轻，则会漂浮。消耗性锚固件提供负重力下沉，一旦锚固体松开，固定式浮动提供位移以浮回表面。

海底登陆是进入水中或海底地区最具成本效益的方式。他们可以携带陷阱，采样器和传感器。他们可以旅行到任何深度，并保持短时间到多年。可以通过倒计时定时器，声学命令，电流时间释放（GTR）或预先编程的事件触发器发布登陆器。可以在靠近感兴趣的港口的小型特许船只上进行作业，使研究人员摆脱专用海洋船舶的重大成本和时间安排问题。有些小到可以用一只手从海中抬起来，但足够强壮，可以前往任何海沟的底部。扩大用途包括勘探，科学，研究和环境监测。它们可以单独使用，也可以大量使用，以便从小型船上勘测大面积。一旦着陆器被部署，它就没有船，同时如果着陆器则是免费的。登陆器可以配置为彼此进行通信，或者与诸如石油平台的表面平台进行通信。许多提出的使用电缆到岸OOS网络的相同科学可以使用底栖着陆器完成，但数据无法全天候使用。设计用于与OOS匹配的设备可以使用登陆器进行验证。

DOV Audacia的部署使用了起重机，标语和快速释放。返回水面后，一对生肖将着陆器拉到了Cabo de Hornos号船上，在那里挂有吊索，用起重机将登陆器吊回船上。登陆器被固定在垂直方向，因此登陆器的两侧都可以取样和数据下载。

浮力预算通过在框架和侧板上使用金属塑料进行管理。两个17“硼硅酸盐玻璃球（Nautilus Marine Service，Buxtehude，DE）提供浮选和外壳，并且比语法轻。全球海洋设计公司提供全玻璃船体适配接头和真空/吹扫端口。水下连接器由MacArtney / SubConn提供。

成对深度为10公里的10英寸浮选球，每边增加一个浮标，最多浮动8个浮标，浮力可达72磅/ 33公斤。这个10英寸的球体还可以为希望在智利登陆器上“搭便车”的客人研究人员提供辅助仪器球体。底部的压载重物托盘可方便地连接配重。

一个40公斤的锚重将底栖着陆器拉到海底。为了崛起，锚点由BART声学指挥系统（EdgeTech，West Wareham，MA）或备用倒数计时器（Global Ocean Design）发布。为此任务开发的EdgeTech BART板具有2条刻录线和三条附加命令，所有这些命令都可以转换为刻录线。

无线电测向（RDF）和频闪恢复信标由Xeos（达特茅斯，NS，CAN）制作。这些工作非常好。定制GPS信标板（Global Ocean Design）和内部LED闪光灯运行良好。在南半球的Satelitte covereage放慢了确定传输到船上真实位置的速度。

智利研究人员要求将两台30升的采样器放在登陆器上进行微生物研究。这些由Ocean Test Equipment（Miami，FL）提供。

小型“Duet”P / T传感器（RBR，Ottawa，ON，CAN）工作得非常好以达到最大深度，根据Chilan研究人员的要求，对主要Sea-Bird传感器进行交叉检查。具有DO传感器的Deep 19 CTD（西伯利亚贝尔维尤的Sea-Bird Scientific公司）是智利科学家首选的主要传感器。 CTD传感器完美地工作到完全的沟槽深度，而DO传感器在1500米以下无法工作。

SubAqua Imaging公司（加利福尼亚州圣地亚哥）和双鱼设计公司（La Jolla，CA）为这个项目开发了自动记录水下摄像机。带有内部BMS的14.8vdc / 32Ah电池吊舱可为LED提供动力（Global Ocean Design）。压力补偿LED灯具有一些改进功能需要更可靠地运作。

随着海沟如此接近海岸，与探险队保持联系的Hadal Explorer詹姆斯卡梅隆推测，可能会在阿塔卡马海沟海底脚足动物中观察到巨人。大型脚足类样本确实被捕获在诱饵陷阱中。

海底登陆舰允许任何规模的机构或机构在任何国家都有机会在他们选择的一段时间内，从浅海大陆架到海底地板探索他们想要的任何深度。这是使每个人都感到自信的分布式技术。

Mocness
与底栖着陆器“Audacia”一起，Atacamex考察队利用了其他最新一代装备：Mocness（“多重开放和封闭网，带有环境传感系统”的简称），一个大型浮游生物网，具有不同隔室开闭通过电声机制，允许在不同深度采集样品（生物环境采样系统（BESS），N.Falmouth，MA）。 Erich Horgan（BESS）和RubénEscribano博士报告了这个海域的另一个历史世界纪录，“首次获得了从5000米深处的浮游生物样本。”Mocness是唯一一个同类型的在南美洲大陆的南锥体内收集到大量新的深海生物，包括鱼类，现在将在国际海事组织实验室进行研究，以确定和更好地了解其生物学。

来自智利海军研究船AGS-61 Cabo de Hornos的Atacamex 2018的首席科学家Osvaldo Ulloa博士宣称：“我们实现了对沟槽底部的反复进入，甚至超过报告的深度，并且从那里我们能够收集水，生物体，图像和水文信息。将传感器用于例如地震或电流测量的可能性在那里。因此，我们正在指出为阿塔卡马海沟的勘探和科学研究带来国家多学科计划的途径。

结论
“Atacamex2018展示了智利科学以热情，独创性，国际合作和大胆发展可以促进全球对地球的理解。作为一个国家，智利拥有人力资源，行业和工具，以领导对南太平洋东部这个蓝色星球上最鲜为人知的地区的探索和研究。“

哈代补充说：“凭借他们新的底栖着陆器，以及经验丰富和有才华的IMO底栖登陆队，智利及其海洋科学家已将自己置于对阿塔卡马海沟和南部海洋其他地区进行深海调查的领先优势。他们是一个特殊的群体，是我所见过的最好的群体之一。我很高兴能够参加这次盛大的国际探险活动，寻找新的知识。“

海洋学调查的参与者包括来自康塞普西翁大学，智利天主教大学和安托法加斯塔大学的研究人员，由于得到了千年科学计划（ICM），国家科学和技术研究委员会（CONICYT），智利海军和私人派对。

作者
凯文哈代（右）从Scripps海洋学研究所退休后成立了全球海洋设计公司。他之前为James Cameron的DEEPSEA CHALLENGE Expedition设计并制作了登陆器。

奥斯瓦尔多乌洛亚博士（左）担任海洋科学研究所主任（国际海事组织 - 智利）主席，ATACAMEX 2018远征队首席科学家，名为Profesor Titular，Departamento deOceanografía，康塞普西翁大学。

作者Osvaldo Uloa博士和Kevin Hardy博士

（如发布于2018年4月版的海洋技术报告 ）