Глаз в небе: беспилотник помогает исследователям находить пресную воду в море

 

Жители острова Пасхи, по-видимому, пили прямо из моря, как сообщали европейские исследователи в конце 1700-х годов. И сегодня вы можете увидеть, как животные—наиболее известные лошади—делают то же самое.

 

Что происходит?

 

Несмотря на то, что остров окружен обширным океаном, пресная вода является дефицитным товаром на Рапа-Нуи, как известно его коренным жителям. Ни реки, ни ручьи не пересекают его поверхность, и на нем есть только три небольших кратерных озера, которые могут пересыхать во время периодических засух.

Из-за особенностей геологии дождевая вода сразу же просачивается через пористую коренную породу, где она питает подземный водоносный горизонт, объяснил Роберт Динаполи из Бингемтонского университета, аспирант-исследователь в области экологических исследований и антропологии. Эта пресная вода появляется в местах на побережье, известных как прибрежные просачивания.

"В некоторых из этих мест на береговой линии выходит так много воды (из просачиваний), что она в основном свежая. Он немного соленый, но не неприятно соленый", - сказал ДиНаполи. "В принципе, это просто не самая вкусная вода".

ДиНаполи, профессор антропологии и экологических исследований Карл Липо, директор Лаборатории геофизики и дистанционного зондирования Тимоти Де Смет и Терри Хант из Университета Аризоны недавно продемонстрировали эффективность тепловизионных дронов в обнаружении местоположения этих прибрежных просачиваний. Результаты их пилотного проекта "Тепловизионное изображение показывает шлейфы сброса подводных подземных вод, связанные с древними поселениями на Рапа-Нуи (остров Пасхи, Чили)", недавно были опубликованы в журнале "Дистанционное зондирование".

Динаполи объяснил, что невозможно использовать спутниковые снимки для идентификации источников пресной воды на Рапа-Нуи, потому что размеры пикселей слишком велики, чтобы регистрировать прибрежные просачивания в каких-либо деталях. С другой стороны, беспилотный летательный аппарат летает на меньших высотах и может собирать изображения с высоким разрешением.

Тепловизионные беспилотники ранее использовались на Гавайях для исследования прибрежных просачиваний там. Липо и ДиНаполи, однако, не знали, будет ли эта технология работать в Рапа-Нуи, где шлейфы пресной воды были намного меньше по масштабу. Как они обнаружили в ходе своего пилотного проекта, так оно и было.

Перед тепловизионными камерами исследователям буквально нужно было войти в воду и вручную измерить температуру и соленость.

"Это действительно трудоемко, потому что вам нужно ходить, а затем каждые 10 метров или около того вам нужно проводить измерения", - сказал ДиНаполи.

Система беспилотного летательного аппарата не только работает быстрее, но и дает более полную картину более крупных водных объектов, позволяя исследователям увидеть их характеристики в целом. Однако есть и обратная сторона: тепло, отражающееся от металлических крыш, и местный костер изменили показания температуры на одном из рейсов.

Некоторые объекты имеют характеристики, которые сбивают с толку тепловизионную камеру, и поэтому их фактическая температура не регистрируется, объяснил Динаполи. Металлическая крыша на солнце, например, имеет тенденцию быть довольно горячей, но тепловизионные камеры регистрируют ее как холодную из-за отраженного излучения.

Когда беспилотник взлетает, он начинает калибровку и определение высоких и низких температур в этом районе. Аномалии, такие как пожары, отбрасывают эту калибровку.

"Он по-прежнему дает нам полезные изображения в том смысле, что вы можете видеть относительные различия в температуре, но абсолютная температура, которую он нам дает, сильно отличается, поэтому он говорит, что вещи намного холоднее или намного жарче, чем они есть на самом деле", - сказал он.

 

Стратегии выживания

 

В своих исследованиях Липо и ДиНаполи исследуют, как древние общины использовали эти просачивания на острове, где часто случаются засухи.

В дополнение к сбору дождевой воды, люди Рапа Нуи также построили колодцы бассейнового типа, называемые пуна, которые перехватывают поток из водоносного горизонта до того, как он достигнет моря. Они также построили подводные плотины в океане, чтобы морская вода не смешивалась с пресной водой в местах просачивания, хотя эти сооружения давно разрушились.

"Это снова дает интересный пример того, как люди там реагировали на ограничения острова", - сказал Динаполи. "Они столкнулись с очень трудным местом для жизни, и они придумали эти интересные стратегии выживания".

Как отметили первые европейские посетители, люди также пили прямо из океана в просачиваниях. Нынешние жители острова все еще качают воду непосредственно из этих пресноводных мест в море и используют ее для полива сельскохозяйственных культур и обеспечения водой своего скота.

В своих предыдущих исследованиях Липо и ДиНаполи отметили, что знаменитые археологические особенности острова Пасхи, такие как платформы моаи, тесно связаны с расположением ресурсов пресной воды.

"Здесь они проводят свои церемониальные мероприятия, здесь они строят свои деревни", - сказал Динаполи.

Топография также не оказалась существенным препятствием для жизнерадостных островитян. Западная сторона Рапа-Нуи окаймлена крутыми скалами, которые затруднили бы людям доступ к просачиваниям береговой линии. Археологические данные и анализ человеческих костей в этом районе, однако, свидетельствуют о том, что люди спускались к морю в этих местах. В этой статье Динаполи и Липо исследовали район под названием Те-Пеу, где прибрежные просачивания расположены непосредственно рядом с древней деревней.

 

Дальнейшие исследования

 

Результаты исследования являются отправной точкой для другого исследовательского проекта, финансируемого грантом National Geographic, для определения местоположения прибрежных просачиваний по всему острову. Тепловизионный беспилотник будет играть важную роль в сборе данных.

Один из вопросов, на который они надеются ответить, заключается в том, как прибрежные воды реагируют на длительные засухи. Во время их последней исследовательской поездки остров переживал многолетнюю засуху, в результате которой два кратерных озера высохли, а третье опустилось до низкого уровня.

"Но мы идентифицировали эти прибрежные просачивания по всему острову. Это говорит о том, что, когда остров переживает эти засушливые явления, просачивания являются одним из последних источников воды, на которые это влияет", - сказал Динаполи.

Одно из возможных объяснений: когда вода уходит под землю после сильного дождя, она, вероятно, остается в водоносном горизонте в течение нескольких лет, прежде чем сбрасываться в океан. В своих предстоящих полевых работах ДиНаполи и Липо попытаются подтвердить это и определить, сколько времени требуется дождевой воде, чтобы совершить свое подземное путешествие к морю.

"Мы не знаем этого наверняка, но это одно из возможных объяснений того, почему эти просачивания более устойчивы", - сказал ДиНаполи.

ИСТОЧНИК

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (12.08.2021)
Просмотров: 41 | Рейтинг: 0.0/0