• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Öga i himlen:Drone hjälper forskare att hitta färskt vatten i havet

    Stenar på påsköns strandlinje. Upphovsman:Pixabay

    Folket på Påskön tycktes dricka direkt från havet, Europeiska upptäcktsresande upptäckte i slutet av 1700 -talet. Och idag, du kan se djur - mest kända hästar - göra samma sak.

    Vad pågår?

    Medan den är omgiven av ett stort hav, sötvatten är en knapp vara på Rapa Nui, som ön är känd för sina infödda invånare. Inga floder eller vattendrag passerar dess yta, och det sportar bara tre små kratersjöar som kan torka ut under periodiska torka.

    På grund av en egenskap av geologi, regnvatten sjunker genast ner genom den porösa berggrunden, där den matar en underjordisk akvifer, förklarade Binghamton Universitys Robert DiNapoli, en postdoktoral forskningsassistent inom miljöstudier och antropologi. Det sötvattnet dyker upp på platser på kusten som kallas kustnät.

    "På några av dessa platser på strandlinjen, det kommer så mycket vatten ut (från sippren) att det i princip är färskt. Det är lite salt, men inte osmakligt salt, "Sade DiNapoli." Det är bara inte vattnet som smakar bäst, i grund och botten."

    DiNapoli, Professor i antropologi och miljövetenskap Carl Lipo, Direktör för laboratoriet för geofysik och fjärranalys Timothy De Smet och Terry Hunt från University of Arizona visade nyligen hur effektiva termodimensionella drönare är för att upptäcka platsen för dessa kustnålar. Resultaten av deras pilotprojekt, "Termisk avbildning visar undervattensutsläpp av grundvatten i samband med gamla bosättningar på Rapa Nui (påskön, Chile), "publicerades nyligen i Remote Sensing.

    Det är inte möjligt att använda satellitbilder för att identifiera sötvattenkällor på Rapa Nui eftersom pixelstorlekarna är för stora för att registrera kustnålarna i någon detalj, DiNapoli förklarade. En drönare, å andra sidan, flyger på lägre höjder och kan samla högupplösta bilder.

    Termiska avbildningsdrönare hade tidigare använts på Hawai'i för att undersöka kustnålar där. Lipo och DiNapoli, dock, visste inte om denna teknik skulle fungera i Rapa Nui, där sötvattenplymerna var mycket mindre i skala. Som de upptäckte i sitt pilotprojekt, det gjorde.

    Innan värmekameror, forskare behövde bokstavligen vada ut i vattnet och mäta temperaturen och salthalten för hand.

    "Det är verkligen arbetskrävande eftersom du måste gå och sedan var tionde meter eller så, du måste göra en mätning, "Sade DiNapoli.

    Dronsystemet är inte bara snabbare, men det ger en mer väsentlig bild av den större vattenfunktionen, så att forskare kan se dess egenskaper som helhet. Det finns en baksida, emellertid:värmen som reflekterar av metalltak och en lokal brasa snedställde temperaturavläsningarna på en av flygningarna.

    Vissa objekt har egenskaper som förvirrar värmekameran, och därmed registreras inte deras faktiska temperatur, DiNapoli förklarade. Ett metalltak i solen, till exempel, tenderar att vara ganska varmt, men värmekamerorna registrerar det som kallt på grund av den reflekterade strålningen.

    När drönaren tar fart, den börjar kalibrera och bestämma områdets höga och låga temperaturer. Anomalier som bränder släpper den kalibreringen.

    "Det ger oss fortfarande användbara bilder i den meningen att du kan se relativa temperaturskillnader, men den absoluta temperaturen det ger oss är helt avstängd, så det står att saker är mycket kallare eller mycket varmare än de faktiskt är, " han sa.

    Strategier för överlevnad

    I sin forskning, Lipo och DiNapoli utforskar hur gamla samhällen använde dessa sipprar, på en ö där torka är vanliga.

    Förutom att samla regnvatten, Rapa Nui-folket konstruerade också brunnar av bassäng som kallas puna som avlyssnar strömmen från akvifern innan den når havet. De byggde också undervattensdammar i havet för att förhindra att havsvattnet blandas med sötvattnet vid sippranden, även om dessa strukturer för länge sedan har sönderfallit.

    "Det ger återigen ett intressant exempel på hur människorna där reagerade på öns begränsningar, "DiNapoli sa." De stod inför en mycket svår plats att bo och de kom med dessa intressanta strategier för överlevnad. "

    Som de första europeiska besökarna noterade, folket drack också direkt från havet vid sippren. Öns nuvarande invånare pumpar fortfarande vatten direkt från dessa sötvattenfläckar i havet och använder det för att vattna grödor och ge vatten till sina boskap.

    I deras tidigare forskning, Lipo och DiNapoli noterade att påsköns berömda arkeologiska särdrag, som moai -plattformarna, korrelera nära till platsen för sötvattentillgångar.

    "Det är här de gör sina ceremoniella aktiviteter, det är här de bygger sina byar, "Sade DiNapoli.

    Inte heller topografi visade sig vara ett betydande hinder för de motståndskraftiga öborna. Rapa Nuis västra sida kantas av branta klippor, vilket skulle ha gjort det svårt för människor att komma åt strandlinjen. Arkeologiska bevis och analyser av mänskliga ben i detta område tyder på, dock, att människor tog sig ner till havet på dessa platser. I tidningen, DiNapoli och Lipo undersökte ett område som heter Te Peu där kustnära sipprar ligger precis intill en gammal by.

    Vidare forskning

    Studiens resultat är utgångspunkten för ett annat forskningsprojekt, finansieras av ett National Geographic -bidrag, för att identifiera placeringen av kustnärmar på hela ön. Den termiska avbildningsdrönaren kommer att spela en stor roll för att samla in data.

    En av frågorna som de hoppas kunna svara på är hur kustnärmar reagerar på långa torka. Under deras senaste forskningsresa, ön upplevde en flerårig torrperiod, som torkade upp två av kratersjöarna och sjönk den tredje till låga nivåer.

    "Men vi identifierade de här kustnära sipporna runt hela ön. Det tyder på att när ön upplever dessa torkahändelser, sippren är en av de sista vattenkällorna som påverkas av den, "Sade DiNapoli.

    En möjlig förklaring:När vattnet går under jorden efter kraftigt regn, den stannar sannolikt i akvifären i flera år innan den släpps ut i havet. I deras kommande fältarbete, DiNapoli och Lipo kommer att försöka bekräfta detta, och avgöra hur lång tid det tar regnvatten att göra sin underjordiska resa till havet.

    "Det vet vi inte säkert, men det är en potentiell förklaring till varför dessa sipprar är mer motståndskraftiga, "Sade DiNapoli.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com