Ao largo da costa norte de Maui, um par de submersíveis em forma de torpedo está realizando uma intrincada dança dentro de uma coluna giratória de água. À medida que o eddie gira no sentido anti-horário, puxando sedimentos e nutrientes das profundezas, um desses veículos autônomos de longo alcance flutua pacientemente, coletando amostras da vida microbiana dentro da coluna, enquanto o outro se impulsiona, testando a salinidade e a temperatura da água. A bordo de um navio próximo, oceanógrafos da Universidade do Havaí mantêm-se de olho e, quando necessário, fazem ajustes nas trajetórias dos veículos.
O projeto é uma colaboração entre a Universidade do Havaí em Manoa, o Instituto do Oceano Schmidt e o Instituto de Pesquisa do Aquário de Monterey Bay (MBARI) para amostrar água, sequenciar os genomas da vida microscópica dentro dela e usar esses dados para entender melhor o camadas verticais de água dentro desses redemoinhos e como a vida dentro deles afeta a produtividade do oceano, incluindo a cadeia alimentar e a produção e armazenamento de carbono. Os micróbios, incluindo o fotossintetizador do fitoplâncton, podem absorver dióxido de carbono e atraí-lo para o fundo do oceano, mas também podem produzir outros gases de efeito estufa.
“Estes não são jogadores pequenos. Micróbios nos ciclos elementares de controle oceânico e formam a base para a cadeia alimentar. De um modo geral, eles são realmente importantes no oceano ”, diz Ed DeLong, professor de oceanografia da Universidade do Havaí. “É esse tipo de interação físico-biológica, esses turbilhões girando, que podem trazer nutrientes e causar florações de fitoplâncton, que estamos tentando entender. Esses redemoinhos podem provavelmente ter uma grande influência sobre a produtividade do oceano, a quantidade de vida vegetal que existe e o quanto as florestas estão crescendo. Isso é muito difícil de estudar e não tão bem compreendido ”.
DeLong, junto com Dave Karl, professor da Universidade do Havaí, são os principais investigadores da primeira viagem dos veículos subaquáticos autônomos de longo alcance. Embora DeLong esteja estudando há muito tempo as comunidades microbianas no oceano, o tempo e o custo envolvidos no envio de um navio para coletar amostras limitam a quantidade de informações que ele pode coletar. Com financiamento da Fundação Simons, ele e Karl trabalharam com a MBARI para projetar os veículos, que terminaram sua primeira missão de duas semanas em 24 de março e acabaram de sair por mais duas semanas. Eles permanecerão perto ou no eddie, que atualmente está girando no sentido anti-horário a cerca de cem quilômetros ao norte de Maui. Ao usar a viagem como uma corrida prática para os veículos, os pesquisadores pretendem obter uma série de fotos quadridimensionais da água e dos micróbios para mostrar como suas comunidades e ações mudam com o tempo.
Os veículos terminaram sua primeira missão de duas semanas e acabaram de sair por mais duas semanas. (Thom Hoffman, Instituto do Oceano de Schmidt) Com até 10 pés de comprimento e 12 polegadas de diâmetro, os robôs parecem bastante com torpedos que estão rotulados como “NÃO É UMA ARMA”. (A equipe fez três, mas apenas dois foram desdobrados.) Um único adereço, movido a lítio baterias de íon, irá levá-los até 600 milhas em uma carga. Uma conexão via satélite ajuda a controlar as manobras, e pacotes maiores de dados são transmitidos quando os veículos estão dentro do alcance de dados de Wi-Fi ou celular. A parte interna é uma versão menor de um processador de amostras ambientais comercialmente disponível (ESP), construído por engenheiros da MBARI.
Jim Birch, que gerencia o programa ESP no MBARI, também ajudou a projetar e construir os veículos submarinos. Isso envolveu minimizar o arrasto e o consumo de energia, bem como implementar uma bateria deslizante (para mover a massa para frente / para trás e inclinar o nariz para baixo ou para cima) e uma bexiga externa, expansível com óleo, para alterar a flutuabilidade. Os dispositivos podem ser implantados rapidamente, para detectar redemoinhos vistos de um satélite e podem viajar serenamente abaixo de uma tempestade. A opção pela flutuabilidade neutra os torna adequados para flutuar em redemoinhos, mas essa não é a única situação em que eles poderiam ser úteis. Eles oferecem alternativas mais ativas para dispositivos menos móveis, como os Argos flutuantes de 4 mil bóias operados pela Universidade da Califórnia, em San Diego, que afundam e sobem no plano vertical. Planadores de ondas e zangões de vela cruzam a superfície, mas não podem examinar camadas mais profundas do oceano. A Instituição Oceanográfica Woods Hole opera um punhado de veículos autônomos, incluindo alguns que mergulham muito fundo e alguns que se movem sem propulsão, contando com a corrente e uma bexiga cheia de óleo semelhante ao dispositivo MBARI, com a grande diferença sendo a combinação do Havaí. Amostra de longa distância do veículo MBARI e ESP. Existem tantos veículos autônomos submarinos não tripulados lá fora que, em 2012, The Economist publicou uma história chamada “20.000 Colegas Submarinos” sobre planadores do mar movidos a flutuabilidade como o de Woods Hole.
“Estudar o oceano é como estudar Marte ou Júpiter”, diz Birch. “Nós podemos entrar nisso um pouco mais frequentemente, mas é um ambiente duro e duro, e mandar robôs para fora que podem permanecer por um longo período de tempo em relação ao que fazemos agora, é um grande salto. Isso vai transformar a oceanografia ”.
