Exploração do Oceano com Alvin

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Cinquenta anos de exploração do oceano profundo com o
DSV Alvin
Esta semana, o Deep Submergence Vehicle (DSV) Alvin, o primeiro submarino de mergulho profundo do
mundo e o único dedicado à pesquisa científica nos Estados Unidos, celebra seu 50o aniversário.
De propriedade dos EUA. Marinha e operado pela Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), Alvin
forneceu acesso sem precedentes ao oceano profundo, permitindo extensas observações, bem como
dados e coleta de amostras para investigar processos físicos, químicos, geológicos e biológicos. Seu
trabalho pioneiro levou a rápidos desenvolvimentos tecnológicos em veículos de submersão profundos
que expandiram muito as habilidades dos cientistas para conduzir pesquisas em todo esse vasto e
remoto ambiente.
Início de uma Presença Humana no Oceano Profundo
Alvin era o sonho de um indivíduo que imaginava cientistas usando submarinos para exploração
profunda do oceano.
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Em 29 de fevereiro de 1956, 103 cientistas se encontraram em Washington, D. C., para discutir como
investigar as profundezas do oceano. Um jovem geofísico da WHOI, Allyn Vine, sugeriu que as pessoas
deveriam descer ao oceano em vez de tentar realizar pesquisas por métodos remotos.
Na reunião, Bob Dietz, do Escritório de Pesquisa Naval (ONR) e Jacques Piccard (que havia mergulhado
a uma profundidade de quase 2 milhas com seu pai em 1953 no batyscaph Trieste) fez apresentações
sobre as capacidades de Trieste. Apesar das opiniões mistas, os participantes aprovaram uma resolução
para desenvolver um programa nacional “destinado a obter... veículos subsemeros capazes de
transportar homens e seus instrumentos para as grandes profundezas do oceano” [v. Arx, 1957].
ONR enviou uma delegação, incluindo Vine, para a Itália para ver Trieste, e em 1958, os EUA. A Marinha
comprou por US$ 250 mil. Neste veículo, com uma nova esfera de observadores, Piccard e o tenente da
Marinha Don Walsh fizeram seu mergulho histórico para a Fossa das Marianas em janeiro de 1960. No
entanto, Trieste logo se mostrou muito grande e pesado para operações de rotina em todos os oceanos.
Ficou claro que era necessário um veículo de mergulho profundo menor e mais manobrável.
Desenho e Construção de Alvin
- Fig. - Não. 1. a) Comissionamento de Alvin no
doca na Instituição Oceanográfica Woods Hole
(WHOI) em 5 de Junho de 1964. Inset mostra o
homônimo de Alvin, Allyn Vine, por volta de 1971.
(Fotos cortesia dos Arquivos da WHOI.) (b) Alvin
retorna ao serviço em 2014, depois de passar por
https://i0.wp.com/eos.org/wp-content/uploads/2014/09/ftr_Humphris-F01.jpg?ssl=1
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uma grande atualização. (Foto: Corrêu de C. Linder,
WHOI.)
Alvin surgiu de um projeto de Harold “Bud” Froelich, um engenheiro da General Mills, para um veículo
chamado Seapup. O recém-formado WHOI Deep Submergence Group, bem como Charles Momsen
(então chefe de guerra submarina na ONR) gostou do design de Seapup, e a WHOI solicitou propostas
para construir um submersível com base nesse projeto. O Grupo de Submersão Profundo já havia
começado a usar o nome Alvin para o novo submersível para honrar o principal motor e inspiração do
veículo, e o nome ficou preso.
A General Mills ganhou a oferta de US $ 498.500 para construir um submersível para mergulhar a 2000
metros e contratou Hahn e Clay em Houston, Texas, para fabricar três esferas de aço HY-100 de 6 pés
(as outras duas foram usadas mais tarde para os DSVs Sea Cliff e Turtle da Marinha). Os seis
hemisférios foram forjados na Lukens Steel Company em Coatesville, Pensilvânia, em dezembro de
1962, e foram soldados em três esferas em Hahn e Clay.
Em 5 de junho de 1964, uma cerimônia de comissionamento para Alvin foi realizada no doca em Woods
Hole, Massachusetts. (Figura 1a). Demente, Vine e Froelich acompanharam o piloto Bill Rainnie nos dois
primeiros mergulhos.
No ano seguinte, o primeiro terno de Alvin – um catamarã chamado Lulu em homenagem à mãe do Vine
– foi construído a partir de um par de pontões excedentes da Marinha. Alvin navegou em Lulu até 1984 e
depois foi modificado para um sistema de elevação de ponto único para ser transferido para o R / V
Atlantis II. Desde 1997, quando esse navio foi aposentado, Alvin opera a partir do R / V Atlantis.
Décadas de Alvin da Exploração dos Oceanos
O primeiro grande empreendimento de Alvin foi em resposta a um pedido urgente dos EUA. Marinha no
início de 1966. Um bombardeiro B-52 da Força Aérea colidiu com um petroleiro sobre a Espanha,
lançando uma bomba de hidrogênio no Mar Mediterrâneo. Uma busca de 2 meses que operava a partir
de uma doca de navio de desembarque foi bem sucedida e provou a capacidade de Alvin de conduzir
operações no fundo do mar.
Em 1971, o chefe do Centro Francês de pour l'Exploitation des Oceans propôs uma expedição conjunta
EUA-Francês com a WHOI para explorar o Mid-Atlantic Ridge usando submersíveis ocupados por
humanos. Em 1972, com a aprovação dos EUA. Academia Nacional de Ciências, mas em meio a
dúvidas de muitos cientistas sobre como os submersíveis úteis poderiam ser, os fundos foram
concedidos para o Projeto FAMOUS (Francês-Americano Mid-Oceano Undersea Study) para mergulhar
para cerca de 3.000 metros no Mid-Atlantic Ridge entre 36oN e 37o N. Em 1973, a esfera de pessoal de
aço de Alvin foi substituída por uma de titânio que estendeu a faixa de mergulho de Alvin de 6000 pés
(2000 metros) a 12.000 pés (3650 metros). Esta foi a primeira vez na história que os cientistas desceram
a uma crista do meio do oceano [Ballard et al., 1975]. Este projeto bem sucedido provou que os
submersíveis poderiam efetivamente explorar o fundo do mar e marcou o início de uma nova era de
exploração do fundo do mar.
Alvin é talvez mais celebrado para investigações em 1977 e 1979 de sistemas hidrotermais do fundo do
sol e seus ecossistemas quimiossintéticos associados, incluindo vermes gigantes e amêijoas, na Rift de
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Galápagos, uma das descobertas mais profundas do final do século XX [Corliss et al., 1979]. A
existência de ecossistemas quimossintéticos distintos do fundo do serô (Figura 2a), que prosperam com
a energia armazenada em produtos químicos reduzidos da Terra, em vez de energia do Sol,
revolucionaram nossas visões de onde e como a vida pode existir na Terra e talvez em outros lugares do
universo.
Descobrir Ventões Hidrotermais e Fotografar o Titanic
- Fig. - Não. 2. Exploração do fundo do mar com Alvin. (a) Usando uma
sonda entre as tubómicos em uma fonte hidrotermal na East Pacific
Rise. (b) Preparando-se para provar uma fonte hidrotermal de fumante
negra no East Pacific Rise. (c) Brilhando uma luz em um porthole de
antemão do Titanic. (d) Investigando o efeito do derramamento de óleo
de profundidade da Deepwater Horizon nas comunidades benéticas do
Golfo do México. (Fotos cortesia dos Arquivos WHOI (Figuras 2a-2c) e
C. Fisher, T. (em inglês) Shank, D. (em inglês). Fornari e a Instalação
Multidisciplinar de Instrumentação de Apoio à Oceanografia (MISO)
(Figura 2d).
(d) Investigando o efeito do derramamento de óleo da Deepwater
Horizon sobre as comunidades bentáxicas no Golfo do México. (Fotos
cortesia dos Arquivos WHOI (Figuras 2a-2c) e C. Fisher, T. (em inglês)
Shank, D. (em inglês). Fornari e a Instalação Multidisciplinar de
Instrumentação de Apoio à Oceanografia (MISO) (Figura 2d).
Em 1979, a 21oN em East Pacific Rise, cientistas em Alvin descobriram fumantes negros (Figura 2b)
descarregando alta temperatura (350oC), fluidos ácidos, redutores e ricos em metais [Spiess et al.,
1980]. Isso marcou o início de numerosas expedições de Alvin que descobriram fontes hidrotermais ao
longo do sistema global de cume do meio do oceano nos oceanos Pacífico e Atlântico.
Um projeto particularmente chamou a atenção do público em geral e fez de Alvin uma palavra familiar:
sua documentação fotográfica dos destroços do RMS Titanic descoberta em 1985 com um sistema de
câmeras rebocadas. Um ano depois, em seus mergulhos para o Titanic (Figura 2c), Alvin implantou um
https://i0.wp.com/eos.org/wp-content/uploads/2014/10/ftr_Humphris-F02_sized.jpg?ssl=15/6
protótipo de veículo operado remotamente, Jason Jr., que foi capaz de penetrar no naufrágio e tirar
imagens impressionantes do navio afundado.
Nas décadas seguintes, Alvin descobriu novos ambientes do fundo do serninho que abrigavam outras
comunidades quimiossintéticas. Desde 1983, quando cientistas em Alvin descobriram comunidades
quimiossintéticas em infiltrações frias na Escarpa da Flórida [Paull et al., 1984], Alvin tem apoiado
inúmeras investigações de infiltrações de hidrocarbonetos e salinas na encosta continental do Golfo do
México. Embora as condições subjacentes que a unidade infiltram diferem daquelas de fontes
hidrotermais, os fluidos ricos em produtos químicos em infiltrações fornecem energia para sustentar
tapetes microbianos exuberantes e comunidades de vermes, mexilhões e amêijoas [Cordes et al., 2009].
Hotéis em Lost City Hydrothermal Field
Mais recentemente, Alvin fez parte de uma expedição que descobriu o campo hidrotermal da Cidade
Perdida na crosta de 1,5 milhão de anos em 30oN, Mid-Atlantic Ridge, onde a água do mar reage com a
rocha do manto (peridotita) para produzir metano e hidrogênio e construir chaminés de carbonato de 60
metros de altura [ 2001]. O crédito por essas descobertas deve ser compartilhado com os pilotos de
Alvin, cuja experiência de muitos mergulhos os posiciona bem para reconhecer algo “diferente” no fundo
do mar.
Em 2010, Alvin participou de uma resposta nacional ao desastre do derramamento de petróleo
Deepwater Horizon. A expedição examinou corais mortos e moribundos descobertos a apenas 7 milhas
da cabeça do poço. Alvin trabalhou em conjunto com o veículo subaquático autônomo Sentry para
avaliar a resposta das comunidades bentas à exposição ao óleo nas profundezas do Golfo do México
[White et al., 2012] (Figura 2d).
Alvin em 2014 e além
Em dezembro de 2010, após 4664 mergulhos, Alvin foi retirado de serviço para passar por uma grande
atualização financiada pela Fundação Nacional da Ciência e pelo WHOI. Uma nova esfera de pessoal de
titânio, maior, de 6500 metros com cinco, em vez de três, foi integrada no quadro modificado de Alvin. O
Alvin atualizado está equipado com penetradores de fibra óptica, um novo sistema de comando e
controle, iluminação aprimorada e imagens de alta definição e maior capacidade de derramamento de
dados. O novo Alvin (Figura 1b) voltou ao serviço em março de 2014, retomando onde parou com
estudos no Golfo do México. Mergulho a 6500 metros aguarda o desenvolvimento de baterias com maior
densidade de energia adequada para um veículo ocupado por humanos. Uma vez que essa capacidade
seja realizada, o potencial de pesquisa de Alvin será expandido para ser capaz de trabalhar em 98%, em
vez de 65%, do oceano.
Quando Allyn Vine concebeu pela primeira vez o uso de submarinos para pesquisa científica, ele nunca
poderia ter previsto as descobertas que foram feitas como resultado do envio de humanos para explorar
o oceano profundo. Como Vine observou: “Acho difícil imaginar que tipo de instrumento deveria ter sido
colocado no Beagle em vez de Charles Darwin” [Vinha, 1957]. No mesmo espírito, Alvin continuará a ser
um cavalo de obra para explorar os oceanos profundos da Terra nas próximas décadas.
Referências
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Referências
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Informações do autor
A Susan E. Humphris, Christopher R. (em inglês) Alemão e J. Patrick Hickey, Woods Hole
Oceanographic Institution, Woods Hole, Mass.; e-mail: shumphris.whoi.edu
? 2014 Em 2014 União Geofísica Americana. Todos os direitos reservados.
? 2014 Em 2014 União Geofísica Americana. Todos os direitos reservados.
https://undefined/mailto:shumphris@whoi.edu