Tisíce kilometrů pod hladinou: Až 95 % oceánů zůstává zatím neprozkoumaných

Zkoumání pozemských oceánů považují mnozí vědci za podstatnější než odkrývání tajemství vesmíru – tvrdí, že ještě než vyrazíme objevovat mimozemské dálavy, měli bychom v první řadě porozumět planetě, kterou obýváme. Nové poznatky o zemských hlubinách jsou na první pohled dostupnější. K jejich získání není potřeba opouštět rodnou hroudu, a případným „akvanautům“ tedy nehrozí řada nebezpečí a komplikací spojených s pobytem v kosmu.

Ve tmě a pod tlakem

Pozemské oceány však představují snadno dostupnou lokalitu pro výzkum jen zdánlivě – ve skutečnosti se jedná o velmi nepřátelské prostředí, jehož odhalování je extrémně náročné. První komplikace se objeví záhy: S rostoucí hloubkou ubývá světlo a už ve 200 m panuje tak nízká viditelnost, že případné průzkumné ponorky či jiné stroje musejí použít silné světlomety. V hloubce okolo 1 000 m je pak již absolutní tma a i s umělým osvětlením je vidět pouze na několik metrů. Absence slunečního záření má samozřejmě vliv rovněž na teplotu vody, která se v nejhlubších částech oceánu drží mezi 0 a 3 °C.

Zatímco komplikace spojené s tmou lze ovšem relativně snadno eliminovat, větší problém představuje tlak. Na souši pociťujeme atmosférický tlak, což je síla, kterou na povrch planety působí její ovzduší. Tzv. normální atmosférický tlak má při hladině moře hodnotu jedné atmosféry. Voda je nicméně mnohem hustší než vzduch, a s každými 10 m hloubky tudíž tlak vzrůstá přibližně o jednu atmosféru. Uvážíme-li, že nejhlubší místo oceánu leží téměř 11 000 m pod hladinou, je tamní tlak oproti atmosférickému víc než tisícinásobný. 

Sondování z orbity

Objevování nových zákoutí oceánu musí proto předcházet předběžný průzkum, aby bylo jasné, s jakými podmínkami se budou výzkumná plavidla potýkat. Hloubka přitom patří mezi klíčové informace. Obor zkoumající vzdálenost oceánského dna od vodní hladiny se nazývá batymetrie a v současnosti sbírá data dvěma hlavními způsoby: Nejrozšířenější je sondování pomocí echolokátorů, kdy se ke dnu vysílají zvukové vlny a měří se, za jak dlouho se odrazí a vrátí. Ze získané informace se vypočítá vzdálenost dna, jež se následně upřesní s ohledem na změřené vodní proudy, a výsledek se pomocí GPS souřadnic zaznamená do globální mapy. 

Zmíněná metoda je však náročná a relativně pomalá, proto se v posledních letech využívá tzv. satelitní batymetrie, při níž družice na zemské orbitě měří výkyvy gravitace u oceánského dna a na základně odchylek počítají hloubku. Jelikož mají satelity rozlehlé části oceánů „jako na dlani“, zvládnou na rozdíl od lodních sonarů prozkoumat větší oblasti a podat o nich ucelenější zprávu. Osvědčilo se to například při studiu mořského dna východně od Austrálie, kde družice pomohly objevit kandidáta na nový kontinent – tzv. Zélandii. 

Virtuální potápěči

Ani měření z orbity však není zcela spolehlivé: Chtějí-li tedy vědci znát přesnou hloubku oceánu, případně studovat život u dna, musejí tam zkrátka sestoupit. Nejhlubší místo na Zemi se nachází v Mariánském příkopu, nazývá se Challenger a leží přibližně 11 000 m pod hladinou. Do tamních hlubin přitom zatím zamířila pouze dvě plavidla s posádkou. 

Vyrobit zcela bezpečnou hlubokomořskou loď je totiž komplikované a drahé. Od pilotovaných ponorek se proto stále častěji upouští a jejich místa zaujímají dálkově ovládané robotické stroje. Patří k nim i zařízení OceanOne, které připomíná potápěče s ocasní ploutví. Jeho technologie jde ruku v ruce s vyvíjející se virtuální realitou, a robot tak výzkumníkům umožňuje cestovat do hlubin oceánu zprostředkovaně. Jeho hlava se pohybuje stejně jako ta lidská a obraz se z ní přenáší do speciálních brýlí. Pomocí zařízení snímajícího pohyb se tedy mohou vědci „v těle“ OceanOne volně a zcela přirozeně rozhlížet. 

Další eso v rukávu oranžového zázraku představují senzory v jeho rukou, jež dovedou badatelům na souši zprostředkovat hmatové vjemy: Díky unikátním tlakovým rukavicím tak mohou vědci vnímat totéž co robot, který se dotýká předmětů pod vodou. 

Delfín pod ledem

OceanOne se hodí k detailnímu studiu života na mořském dně, zároveň však může třeba šikovně manipulovat s nejrůznějšími objekty uvnitř nalezených vraků: Vypravil se například na palubu lodi La Lune, jež svého času tvořila součást flotily Ludvíka XIV. a od roku 1664 spočívá na dně nedaleko francouzského pobřeží.  

Pomyslnou konkurencí oranžového robota se stalo dálkově ovládané zařízení Icefin, které sice nenabízí autentické hmatové vjemy, zato vyniká rozměry a funkčností: Měří pouhých 30 cm v průměru a přibližně 3 m na délku. Jeho tubusový tvar jej přitom předurčuje k průzkumu oceánu v mrazivých lokalitách, kde se musí přístup k vodě vysekat v ledu. 

Pod povrch Europy

Icefin tak patří k nepostradatelným pomocníkům při zkoumání vod v okolí Antarktidy, kde jej vědci vyslali pod dvacetimetrový led Rossova šelfu. Podlouhlá sonda nakonec pronikla do hloubky 1 500 m a v temnotě objevila až překvapivě pestrou flóru a faunu – mimo jiné mořské hvězdy, sasanky či houby. Pozorováním podvodního života však její využití nekončí. Pro práci pod silnou ledovou krustou má speciální skenovací technologii, díky níž dokáže vytvářet 3D obraz okolí, a umožňuje tak nahlédnout do míst ukrytých před zraky lidí i satelitů. 

„Díky sondě Icefin jsme spatřili život pod antarktickým šelfem v dříve nepředstavitelných detailech,“ vysvětluje vedoucí projektu Britney Schmidtová. Její tým se v budoucnu pokusí zachovat jedinečný tvar robota, ale zároveň jej připravit na daleko vyšší tlak – dnes se totiž může ponořit maximálně do 1 600 m. Icefin by se pak mohl osvědčit také při průzkumu vesmíru: Sehrál by třeba významnou roli při odhalování tajemství Jupiterova měsíce Europa.   

Čínský rekordman

Ačkoliv jsou současná dálkově ovládaná plavidla čím dál výkonnější a odolnější, stále ještě se do hlubin vydávají i lidé. Letos v únoru například vyrazila na 124denní misi čínská ponorka Ťiao-lung s tříčlennou posádkou. Plavidlo, jehož rekordní ponor činí 7 062 m, studuje oceány již od roku 2012. Při aktuální expedici, která potrvá až do června, zamíří k mořskému dnu celkem 31krát – a v sedmi případech navíc klesne pod hranici 6 000 m. Na programu výpravy je sběr sulfidů v Indickém oceánu, dokumentování života v Jihočínském moři a také návštěva Mariánského příkopu. Data z pozorování a shromážděný materiál pak dostane k dispozici dvacet vědeckých institucí. 

Ředitel čínského Národního centra pro hlubokomořský výzkum Jü Chung-ťün přirovnává dokonce plavidlo Ťiao-lung kvůli jeho vysokému nasazení k výkonné výzkumné stanici Poliris Lander. Ta však není mobilní – zůstává pevně usazena na mořském dně, kde sbírá vzorky a přímo pod hladinou je analyzuje. Odolává přitom zničujícímu tlaku v hloubce 6 000 m a průběžně měří chemické změny ve vodě, její okysličení a potenciální znečištění. Nohy konstrukce se také postupně zavrtávají do dna, odkud pak sbírají vzorky sedimentů a zkoumají koncentraci živin, případně množství uhlíku. 

Mars bližší než oceán

Obraznější představu o životě v hlubinách nám dává stanice IRIS Deep-Sea Photographic Facility, se speciálně vyvinutým kamerovým systémem vyztuženým titanem. S využitím silného osvětlení pořizuje pod vodou fotografie a videozáběry s rozlišením 24 megapixelů, a dlouhodobě tak vizuálně mapuje své okolí, především faunu. Stanici lze nasadit i na víc než roční mise, přičemž se do její blízkosti umísťují speciální „vábničky“ – například mrtvé ryby, jež potom přitahují plaché živočichy. 

Touha porozumět mořským hlubinám žene vědce stále dál. Podle agentury National Ocean Service však přes veškerou snahu zůstává až 95 % světových oceánů neprozkoumaných. Například povrch vzdáleného Marsu tak paradoxně známe mnohem lépe.