قاعدة الشعاب المرجانية أكواريوس

قاعدة أكواريوس ريف هي موطن تحت الماء يقع على بُعد 8.7 كيلومترات (5.4 ميل) قبالة كي لارغو في محمية فلوريدا كيز البحرية الوطنية ، فلوريدا، الولايات المتحدة الأمريكية. وهي المختبر البحثي الوحيد تحت الماء في العالم، وتُشغّله جامعة فلوريدا الدولية . وقد تم نشرها في قاع المحيط على عمق 19 مترًا (62 قدمًا) تحت السطح، بجوار شعاب مرجانية عميقة تُسمى شعاب كونش .    

يُعدّ مختبر أكواريوس المختبر البحثي الوحيد تحت الماء الذي لا يزال يعمل حاليًا، على الرغم من أن مؤسسة تنمية الموارد البحرية كانت تُشغّل سابقًا منشأتين إضافيتين تحت الماء، تقعان أيضًا في كي لارغو، فلوريدا. كان مختبر أكواريوس مملوكًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) وتُشغّله جامعة نورث كارولينا ويلمنجتون ^{[ 1 ]} حتى عام 2013 عندما تولّت جامعة فلوريدا الدولية إدارته التشغيلية. ^{[ 2 ]}

استحوذت جامعة فلوريدا الدولية (FIU) على برنامج أكواريوس في أكتوبر 2014. وكجزء من مبادرة التعليم والبحث البحري التابعة للجامعة، يُكرس برنامج مدينة أكواريوس لدراسة وحماية النظم البيئية البحرية في جميع أنحاء العالم، ويعزز نطاق وتأثير الجامعة في مجالات البحث والتوعية التعليمية وتطوير التكنولوجيا والتدريب المهني. وتُعد قاعدة أكواريوس للشعاب المرجانية محور البرنامج. ^{[ 3 ]}

صُممت الغواصة "أكواريوس" من قِبل شركة "بيري لبناء الغواصات" في فلوريدا، وبُنيت بواسطة شركة "فيكتوريا ماشين ووركس"، في مدينة فيكتوريا بولاية تكساس عام 1986. ^{[ 4 ]} وكان اسمها الأصلي " جورج إف. بوند "، نسبةً إلى طبيب البحرية الأمريكية الذي يُعتبر رائد مختبرات "سيلاب" على وجه الخصوص، والغوص التشبعي بشكل عام. ^{[ 5 ]} خُطط في البداية لعملياتها تحت الماء في جزيرة كاتالينا بولاية كاليفورنيا، ولكن نُقلت إلى جزر فيرجن الأمريكية . بعد إعصار هوغو عام 1989، نُقلت "أكواريوس" إلى ويلمنجتون بولاية كارولاينا الشمالية لإجراء الإصلاحات والتجديدات، وأُعيد نشرها في جزر فلوريدا كيز عام 1993. تقع "أكواريوس" على عمق 20 مترًا (66 قدمًا) تحت الماء عند قاعدة شعاب مرجانية داخل محمية فلوريدا كيز البحرية الوطنية ، وهو موقع مثالي لدراسة صحة الشعاب المرجانية الحساسة .  

يستخدم علماء الأحياء البحرية مختبر أكواريوس في أغلب الأحيان، حيث يتخذونه مقراً رئيسياً لهم لدراسة الشعاب المرجانية والأسماك والنباتات المائية التي تعيش في الجوار، فضلاً عن تكوين مياه البحر المحيطة. يضم أكواريوس معدات مخبرية متطورة وأجهزة حاسوب، مما يُمكّن العلماء من إجراء البحوث ومعالجة العينات دون الحاجة إلى مغادرة مرافقهم تحت الماء.

يستوعب الموئل أربعة علماء وفنيين اثنين لمهام تستغرق في المتوسط ​​عشرة أيام. يُطلق على العلماء على متن غواصة أكواريوس اسم " رواد الفضاء المائيين " (لأنهم يعيشون تحت الماء تحت ضغط الأعماق لمدة 24 ساعة متواصلة أو أكثر دون العودة إلى السطح). تسمح تقنية الغوص التشبعي لرواد الفضاء المائيين بالعيش والعمل تحت الماء لأيام أو أسابيع متواصلة. بعد 24 ساعة تحت الماء على أي عمق، يتشبع جسم الإنسان بالغازات المذابة. بفضل الغوص التشبعي، يستطيع الغواصون التنبؤ بدقة بالوقت اللازم لتخفيف الضغط قبل العودة إلى السطح، مما يحد من خطر الإصابة بمرض تخفيف الضغط . من خلال العيش في موئل أكواريوس والعمل على نفس العمق في قاع المحيط، يتمكن رواد الفضاء المائيون من البقاء تحت الماء طوال مدة مهمتهم. إضافةً إلى ذلك، ولأن أكواريوس تسمح بالغوص التشبعي، يمكن أن تستمر الغطسات من الموئل لمدة تصل إلى تسع ساعات متواصلة، بينما تستغرق الغطسات السطحية عادةً ما بين ساعة وساعتين. تتيح فترات الغوص الطويلة هذه إجراء ملاحظات لم تكن لتتحقق لولاها. تتيح محطات التزود بالوقود الموجودة على الشعاب المرجانية خارج أكواريوس للغواصين إعادة ملء خزانات الغوص الخاصة بهم أثناء الغطس. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

يتكون غواصة أكواريوس من ثلاثة أقسام. يتم الوصول إلى الماء عبر الرواق المائي، وهو حجرة مزودة بحوض مائي ، يحافظ على ضغط الهواء داخل الرواق المائي مساويًا لضغط الماء عند ذلك العمق ( الضغط المحيط )، أي حوالي 2.6 ضغط جوي ، من خلال التوازن الهيدروستاتيكي . أما الحجرة الرئيسية فهي قوية بما يكفي، كالغواصة، للحفاظ على الضغط الجوي الطبيعي ؛ ويمكن أيضًا ضغطها إلى الضغط المحيط، وعادةً ما يُحافظ على ضغط متوسط ​​بينهما. أما أصغر حجرة، وهي غرفة الدخول، فتقع بين الحجرتين الأخريين وتعمل كغرفة معادلة ضغط ينتظر فيها الأفراد ريثما يتم ضبط الضغط ليطابق إما ضغط الرواق المائي أو ضغط الحجرة الرئيسية.

يُمكّن هذا التصميم الأفراد من العودة إلى السطح دون الحاجة إلى غرفة تخفيف الضغط عند وصولهم. ويبقى الأفراد داخل الحجرة الرئيسية لمدة 17 ساعة قبل الصعود، حيث يتم تخفيض الضغط تدريجيًا، وذلك لتجنب إصابتهم بداء تخفيف الضغط بعد الصعود. ^{[ 8 ]}

أُلغيت عدة مهمات على متن محطة أكواريوس بسبب نشاط الأعاصير . فخلال إعصار غوردون عام 1994، اضطر طاقم من العلماء والغواصين إلى إخلاء المحطة والصعود عبر حبل إنقاذ إلى السطح في أمواج بلغ ارتفاعها 4.6 متر (15 قدمًا) بعد اشتعال النيران في أحد مولدات المحطة. ^{[ 9 ] [ 10 ]} وفي عام 1998، كاد إعصار جورج أن يدمر أكواريوس، حيث كسر مفصلًا في إحدى أرجلها وحرك ثقلين يزن كل منهما 3600 كيلوغرام (8000 رطل) على الشرفة المبللة، وكاد أن يسقطا من هيكلها. كما دمر كل من إعصار جورج وإعصار ميتش ، في وقت لاحق من عام 1998، محطات خارجية كانت تُستخدم لإعادة تعبئة أسطوانات الغوص الخاصة برواد الفضاء. ^{[ 9 ]} وفي عام 2005، كسر إعصار ريتا اثنين من مراسي قاع البحر الخاصة بالمحطة وحرك أحد طرفيها مسافة 3.7 متر (12 قدمًا ) . ^{[ 9 ] [ 11 ]} في عام 2017، اقتلع إعصار إيرما عوامة دعم الحياة الخاصة بالموئل ، والتي تزن 43000 كيلوغرام (94000 رطل)، من مراسيها وحملها لمسافة 23 كيلومترًا (14 ميلًا) إلى قناة ليجنوم فيتاي، كما ألحق أضرارًا بأماكن المعيشة تحت الماء ومنطقة الشرفة الرطبة. ^{[ 12 ]} اعتبارًا من عام 2008     لم يُصب أي من العلماء أو الموظفين في محطة أكواريوس بسبب العواصف. ^{[ 9 ]}

منذ عام 2001، تستخدم ناسا مركبة أكواريوس الفضائية في مهماتها التجريبية "نيمو" (عمليات مهمات ناسا في البيئات القاسية) ، حيث ترسل مجموعات من رواد الفضاء لمحاكاة رحلات استكشاف الفضاء المأهولة . وكما هو الحال في الفضاء، يُعدّ العالم تحت الماء بيئةً معاديةً وغريبةً على البشر. ويواجه أفراد طاقم "نيمو" بعض التحديات نفسها التي يواجهونها على كويكب أو كوكب أو قمر بعيد. وخلال مهمات "نيمو" على متن أكواريوس، يتمكن رواد الفضاء تحت الماء من محاكاة الحياة على متن مركبة فضائية واختبار تقنيات السير في الفضاء لمهمات فضائية مستقبلية. كما تُتيح ظروف ما تحت الماء لناسا ميزة إضافية تتمثل في "زيادة وزن" رواد الفضاء لمحاكاة بيئات جاذبية مختلفة. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

توفي غواص يُدعى ديوي سميث أثناء غطسة من سفينة أكواريوس في مايو 2009. ^{[ 7 ] [ 15 ]} وخلص تحقيق لاحق إلى أن وفاة سميث نجمت عن مجموعة من العوامل، من بينها تعطل الوظائف الإلكترونية لجهاز التنفس ذي الدائرة المغلقة من طراز "إنسبيريشن" بسبب القوى الهيدروديناميكية الناتجة عن مطرقة هيدروليكية كانت تُستخدم بالقرب منه. ^{[ 16 ]}

بسبب تخفيضات الميزانية، أوقفت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) تمويل مشروع أكواريوس بعد سبتمبر 2012، ولم تُجدول أي مهمات أخرى بعد مهمة يوليو 2012 التي ضمت الغواصة الرائدة سيلفيا إيرل ضمن طاقمها. كما عجزت جامعة نورث كارولينا ويلمنجتون عن توفير التمويل اللازم لاستمرار العمليات. تأسست مؤسسة أكواريوس في محاولة للحفاظ على استمرارية عمل المشروع. ^{[ 17 ] [ 18 ]} وفي سلسلة استمرت أسبوعين، عرضت سلسلة الرسوم المتحركة اليومية "بحيرة شيرمان" احتمال إغلاق منشأة أكواريوس في الأسبوع الذي بدأ في 10 سبتمبر 2012، واستمرت بظهور خاطف لإيرل في الأسبوع الذي بدأ في 17 سبتمبر 2012، لمناقشة أهمية أكواريوس. ^{[ 19 ]} وفي يناير 2013، قُبل اقتراحٌ لإبقاء أكواريوس قيد التشغيل تحت إدارة جامعة فلوريدا الدولية. ^{[ 2 ]}

في الفترة من 1 يونيو إلى 2 يوليو 2014، أمضى فابيان كوستو وطاقمه 31 يومًا في العيش والعمل على متن غواصة أكواريوس، تكريمًا لرحلة جاك كوستو الاستكشافية تحت الماء التي استغرقت 30 يومًا عام 1963. وقدّر كوستو أن الفريق جمع خلال المهمة بيانات تعادل عامين من الغوص السطحي، وهي بيانات كافية لعشر أوراق بحثية علمية. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

• الموقع الرسمي