Несколько десятилетий назад Артур Чарлз Кларк – известный английский писатель, ученый, футуролог и изобретатель, предложил идею так называемого подводного телескопа, позволяющего людям рассмотреть все происходящее в глубинах морей и океанов. И недавно, благодаря усилиям исследователей из Океанографической лаборатории Бигелоу (Bigelow Laboratory for Ocean Sciences), идея этого подводного телескопа стала на один большой шаг ближе к реальному воплощению за счет использования одной из современных технологий.
Обычно для изучения экологической обстановки и других процессов, таких, как цветение определенных видов морских водорослей, ученые используют спутниковые фотоснимки. Однако, наилучшие камеры, устанавливаемые на спутниках, способны видеть лишь на 5-10 метров ниже уровня моря. В поисках альтернативных решений исследователи из упомянутой выше лаборатории попробовали использовать установленный на судне лазерный сканер LiDAR (Light Detection and Ranging).
Сканеры LiDAR широко используются сейчас в робототехнике и в беспилотных автомобилях. Они работают, испуская лучи лазерного света в определенных направлениях и точно измеряя количество времени до момента получения сигнала отраженного от любого объекта света. Обработка получаемых данных позволяет не только обнаружить наличие препятствия на пути света, но также вычислить расстояние до препятствия, выяснить его приблизительные размеры и форму.
Первая попытка использования сканера LiDAR в океанографии была предпринята в 2018 году. Она оказалась весьма успешной, исследователям удалось получить данные о процессе цветения одного вида морских водорослей – coccolithophores. Эти примитивные организмы окружают себя защитными пластинами из карбоната кальция, которые рассеивают свет особым способом. Анализируя параметры отраженного лазерного света, ученые смогли установить факт наличия этих водорослей и их концентрацию в морской воде.
Оказалось, что в районе залива Мэна, где проводились данные исследования, наблюдался пик цветения coccolithophores за последние 30 лет. И этот факт был установлен за счет того, что лазерный сканер LiDAR смог заглянуть в три раза глубже, чем это позволяют сделать самые качественные спутниковые снимки. Позже технология была проверена в Саргассовом море и в водах около Нью-Йоркского побережья. И теперь ученые рассчитывают, что использование сканера LiDAR позволит им легко и быстро, а главное, с небольшими затратами, собирать большие количества океанографических данных.
“Новая LiDAR-технология, конечно, еще не дотягивает до уровня подводного телескопа” – пишут исследователи, – “Но ее с уверенностью можно назвать “парой новых глаз”, способных заглянуть на недостижимую ранее глубину”.