I 18 dagar, en undervattensrobot dök och dök till ytan och dök och dök upp till ytan – cirka 402 gånger totalt – och lyssnade på havets djup när den reste hundratals mil längs kontinentalsockeln utanför Washington och Oregons kust.

Den torpedformade roboten, kallas glidflygplan, fångade det slagkraftiga dånet från ett forskningsfartygs luftgevär, som ekade som en dämpad bastrumma. Den lyssnade på vad som lät som en vinglig tvättmaskin, som indikerade närvaron av ett fartyg som passerade i närheten. Roboten på 120 pund fångade till och med den förtjusande, barytongnäll av knölvalar.

I åratal, forskare har arbetat med att reda ut mysterierna med havsljud. Buller färdas mycket längre under vattnet än vad det gör i luften.

"Ljud är för marina djur vad ljus är för människor på land, sa Joe Haxel, en biträdande professor vid Oregon State University i studier av marina resurser. Det är mediet genom vilket dessa varelser hör, lokalisera sig själva och kommunicera.

Hur bullrigt är havet egentligen? Gör människor – med fraktfartyg och havsborrningar och ekolodstester – det högre?

"Vi vet så lite om det övergripande bullret i havet och hur det påverkar saker och ting - djuren som lever där, " sa Chris Meinig, chef för teknik för National Oceanic and Atmospheric Administrations Pacific Marine Environmental Laboratory i Seattle.

En ny forskningsartikel, författad av både Haxel och Meinig och publicerad förra månaden i den peer-reviewed vetenskapstidskriften PLOS ONE , krönika segelflygplanets resor och förklarar hur denna teknik gör det möjligt för forskare att lyssna på havet och utforska dess grumliga djup.

"Det här är ett nytt sätt att göra mätningar som informerar oss om vad som händer där ute, sa Haxel.

De flesta havsglidare fungerar utan propellrar eller något framdrivningssystem alls.

Istället, de skär genom vattnet på grund av sina vingar, vilken vinkel mot saltvattnet när roboten justerar sin flytkraft.

"Vi använder vingarna för att justera attityden och flygvägen, " sa Meinig.

Mekaniska roder är ofta utrustade för att hålla maskinen på kurs. Batterier inuti den rörformade maskinen kan röra sig och justera dess ballast.

När glidflygplan kommer till ytan, de kan kommunicera med satelliter, dela data och få instruktioner från sina hanterare. Sedan, de faller tillbaka till ett programmerat djup, innan du börjar klättra genom vattnet igen.

Forskare använder segelflygplan för att samla havstemperaturer, information om salthalt och otaliga andra åtgärder.

Seagliders uppfanns vid University of Washington. Dessa robotar har letat i havet efter ledtrådar till vetenskapens mysterier i cirka 15 år, sa Meinig. Men tekniken fortsätter att utvecklas.

Eftersom glidflygplan inte har propellrar, de tysta maskinerna stör sällan normalt skrämmande djur, sa Haxel.

"De är lite lömska, " han sa.

Hydrofoner, som i huvudsak är undervattensmikrofoner, har tillåtit forskare att samla in akustisk data från segelflygplan i många år.

Men studier av omgivande havsbuller har vanligtvis förlitat sig på fasta förtöjningsplatser, som bara kan ta prov på enskilda platser och djup.

Glider med hydrofoner har inte använts för omfattande bullerövervakning tidigare, till stor del för att fordonens roder ofta avbryter inspelningar. Haxel och andra forskare lyckades filtrera roderljud från sitt ljud med hjälp av datoralgoritmer.

"Jag har inte sett någon göra en studie av omgivningsljud med glidflygplan som detta tidigare, " sa Elizabeth Kusel, en senior forskare med JASCO Applied Sciences, som har arbetat med segelflygplan i ungefär ett decennium och inte var involverad i denna forskning. "Deras arbete är mycket värdefullt."

Forskare lanserade segelflygplanet den 20 juli, 2012, utanför Grays Harbor. Den anlände 2 { veckor senare nära Brookings, Malm., cirka 285 mil bort.

Roboten reste, i genomsnitt, mindre än 1 mph. Dess mediandykdjup var mer än 2, 050 fot under havets yta.

Forskare registrerade under hela sin resa, fånga ljud från minst 11 möten med Stillahavsvita delfiner, tre borstar med knölvalar och flera andra varelser som forskare inte kunde identifiera.

Roboten fångade också passerande fartyg och den kraftfulla luftpistolen från ett fartyg från National Science Foundation som utförde seismisk forskning utanför kusten.

"Det är i grunden en explosion, "Haxel sa om luftpistolens sprängningar. "Varje 20:e eller 30:e sekund får du ett stort mullrande i vattenpelaren."

Olje- och gasbolag använder också seismiska luftpistoler för att undersöka möjliga avlagringar. Deras användning är kontroversiell eftersom dessa sprängningar kan skada närliggande djur.

Ibland, forskningsluftpistolen var tillräckligt hög för att registrera "över den känslighetströskel vi kunde mäta, sa Haxel, även om forskarna använde en särskilt känslig hydrofon.

Fortfarande, på det hela, forskarna fann att havets buller utanför kusten hade förblivit liknande mätningar från 1990-talet från fasta förtöjningsplatser.

Stora fartyg hade inte så stor inverkan på de totala ljudnivåerna som Haxel hade förväntat sig. Forskarna jämförde spårningsdata från fartyg och fann liten korrelation mellan övergripande buller och fartygsnärvaro.

"Det var en ögonöppnare för mig. Jag brukade tycka att fartyg är så högljudda, sa Haxel. Men längs kontinentalsockeln, som har en ojämn havsbotten, en energisk, vågig havsyta och unika fysiska egenskaper i vattenpelaren, ljud som kommer från fartyg verkade bli "instängda" och ha "begränsad räckvidd, " han sa.

Dessa resultat kan inte extrapoleras till andra platser.

"Din ljudhastighetsprofil kommer att se mycket annorlunda ut i Puget Sound, sa Haxel.

Segelflygplan har använts för att kartlägga ljudet av utbrott av undervattensvulkaner, hjälpa till med National Oceanic and Atmospheric Administrations orkanprognoser och även att lyssna på djupdykande bardvalar.

De har flugit genom den marina värmeböljan som rasar Stilla havet, i Berings hav nära Alaska och under is på båda polarkontinenterna, sa Meinig.

"Det finns förmodligen fler enkla robotar i havet än någon annanstans, " sa Meinig. Och med glidflygplan, "Vi gör allt större och utmanande saker."

Varje flyg, dessa robotar når lite längre in i det okända.

©2019 The Seattle Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.