澳洲大堡礁已处于消失边缘,为了挽救,除了招募大堡礁守护员,最新方法是让「机器人」探求拯救方法!

乐城市 2019-07-03 00:55:06


被视为“海洋环境缩影”的大堡礁,可谓澳洲最脆弱的“国宝”,有不少科学家曾表示,大堡礁已处于消失的边缘。为了挽救这场危机,除了招募大堡礁守护员,澳洲最新的做法是,让高科技机器人去收集数据,探求拯救的方法。




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把机器人放入大堡礁


3D建模、yndonIDAR9(光探测和测距)海底测绘、大数据打击非法捕鱼……从冰岛到库克群岛再到大堡礁(Great Barrier Reef),科学家、各国政府,甚至海军都在利用高科技观察、监测着神奇的大自然。


在过去的三年里,由于气候变化导致海洋温度上升,连续的珊瑚白化事件,给大堡礁带来了毁灭性的打击。绵延2,300公里的礁石,已经有70%遭到白化影响。白化危机也已经“杀死”了大堡礁北海岸三分之二的珊瑚。


由于大堡礁本身的生态重要性及其带来的庞大经济效益,“治愈”大堡礁,似乎成了全球范围珊瑚保护人群的头等大事。为了探索“治愈”大堡礁的方案,澳洲的科学家和工程师们近日动用了许多高精尖的新型设备,也找到了更多检测大堡礁现状的方法。



澳洲海洋科学研究学院是一个隶属于政府的机构,Lyndon Liewellyn是数据与科技革新小组的组长,他表示:“我们需要清楚地了解大堡礁的现状,及其发展趋势。而且,我们需要的不仅仅是观测,还需要大量的数据来分析出一个解决办法。”


位于硅谷的液体机器人公司(Liquid Robotics)是波音公司(Boeing)的一个分支,曾创造出机器人Wave Glider,这是一款与冲浪板差不多大的波浪滑翔机,利用波浪和太阳能工作。今年10月,Liewellyn与Liquid Robotics进行了合作,将一款载有传感器(sensor-laden)的波浪滑翔机投入大堡礁,进行了为期七天的海底作业。


这款滑翔机“游历”了昆州北部绵延370公里的大堡礁海岸,收集海浪高度、水的含盐量、pH值、叶绿素以及天气状况等数据。


在Llewellyn看来,这种波浪滑翔机具有种种优势,他说:“我们可以从中得到很多数据,并且几乎是同步即时获取。而且,你可以根据需要调整编程,也可以获取任务进程。


比如说,如果我现在就想知道进程如何,我可以在世界任何地方登陆手机或电脑客户端进行查询。”Llewellyn举例称,波浪滑翔机完成的最近一次试点任务是在夏威夷,而他则在昆州用电脑远程监控着它的一举一动。


在澳洲大陆的南端,工程师Mark Underwood也与澳洲联邦科学与工业研究组织一起,部署了一款名为Starbug X的水下机器人,探索大堡礁的海底生态,测量溶解氧(dissolved oxygen)、温度以及含盐量等基本参数信息。



Starbug X的设计初衷是为了替代潜水员。它的两个并排的外壳上配备有两个到四个摄像机,每一个外壳都有手提箱大小,它们可以被空运到世界各地,而且每一个摄像机都是3D立体成像。科学家们主要使用Starbug X来监测珊瑚,探究不同品种的珊瑚在气候变暖的情况下如何“逃脱”白化的命运。


Underwood来自塔州霍巴特,他还将基因传感器(genomic sensor)放置在了港内系船设备系泊处(mooring),以便在编程时获取水样,用来精确查找入侵物种,以及棘冠海星(crown-of-thorns starfis,COTS),这是一种生长在大堡礁地区的珊瑚杀手,在近年来“野蛮生长”。


此外,Underwood还希望启用名为Saildrone的机器人,它是一款利用风能和太阳能的全自动机器人,可以在构成大堡礁的3,000个珊瑚礁之间进行快速横切作业,但Saildrone上并没有安装传感器。Underwood打算将基因传感器放置在机器人的微芯片上,以便能立即处理Saildrone收集到的样本。


Underwood表示:“我们试图让潜水员避开那些有鳄鱼、鲨鱼、毒刺动物和其他有潜在威胁生物出没的海域,以减少不必要的伤害。当然,还有一些海域对人类来说太深、太暗难以到达。这些机器人可以说是人类能力的延伸,帮助我们拓展那些人类力所不及的区域。



无独有偶,来自昆士兰科技大学的工程师们设计了一款名为COTSbot的机器人,专门用来对付棘冠海星。还有一种全自动海上驱动设备,不仅可以提高科学家的工作效率,还可以通过潜入危险地区来扩大数据采集范围,因为对于人类来说,海底并不是“风平浪静”的。这种全自动海上驱动设备可以工作很久,这一点,即使是最强壮的潜水员恐怕都无法做到。


然而,再先进的设备也有其掣肘之处。Llewellyn和同事正在加紧研究,想尽办法试图提高这些海底作业机器人的成像设备,因为目前机器人成像似乎不如人类手拍那么清晰。比成像像素低更需要注意的是,机器人还可能被“不请自来”的海浪拍打到珊瑚上,从而对珊瑚造成直接的伤害。


不过,科学家们目前正在利用一款全天候检测大堡礁的卫星,后者可以传导出高光谱画质。Llewellyn表示:“我们正试图通过太空、天空、海面以及海底等多维视角,研制出一个完整的系统,可以自动更新大堡礁的检测数据。”



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没有大堡礁,澳洲就不再是澳洲


动用如此“大阵仗”保护大堡礁,皆因它是澳洲的“国宝”,这点几乎人尽皆知,但大堡礁的历史或许并不那么为人熟知。比如最初,它并不是澳洲人发现的。2014年,78岁的电影制作人Ben Cropp就曾表示,自己终于弄明白了大堡礁的“来龙去脉”。Cropp不仅是一位电影制作人,还有着60年的潜水经验。


根据Courier Mail的报道,1606年,荷兰航海家Willem Janszoon曾第一个记载了欧洲人到过澳洲大陆约克角半岛(Cape York Peninsula)的历史。不过,Cropp表示,有两艘葡萄牙船只和一艘西班牙船只曾在16世纪消失在约克角半岛,时间或许要早于荷兰航海家。事实上,在1606年以前,西班牙人Torres曾驶过托雷斯海峡(Torres Strait)来到澳洲大陆,并在昆州北部遭到暴风雨的袭击,但他似乎完美地错过了大堡礁。



1770年,“努力号”(Endeavor)曾在礁石和大陆之间搁浅,船身被撞了一个大洞,库克船长(Captain Cook)曾滞留于此。


由于船只搁浅无法前行,船上的英国植物学家Joseph Banks偶然发现了大堡礁,并惊叹不已。Banks在他的航海日记中曾提及:“我们刚刚经过的这片礁石在欧洲和世界其他地方从未见过。这是一堵珊瑚墙,矗立在深不可测的海洋里。”Banks看到的“珊瑚墙”,就是大堡礁。


被人类发现,似乎也预示着过度的开发。由于人类活动的频繁,大堡礁受到了严重的破坏。1975年,澳洲政府曾颁布《大堡礁海洋公园法》,提出建立、控制、保护和发展海洋公园,其中涵盖了大堡礁98.5%的区域。



到1981年,大堡礁被联合国教科文组织(UNESCO)列入世界遗产名录。大堡礁的价值和重要性自是不言而喻,这也是澳洲将其视为“国宝”的原因。


正当科学家们为了应对“大堡礁危机”焦头烂额之际,经济学家曾给出一个“解决”方案:来,给大堡礁定个价吧。

Bloomberg报道称,大堡礁占地344,000平方公里,几乎是整个德国的面积,大于日本整个国家的国土面积,比英国、瑞士和荷兰三个国家国土面积的总和还要大。



大堡礁还是9,000种生物赖以生存的家园,有超过1,700种鱼类和海底生物和将近3,000种珊瑚生活在那里。这些多种多样的珊瑚和暗礁,形成了14种生态系统,这些生态系统的维持,有赖于多种季节性迁徙生物。因而,大堡礁也被认为是世界上生态环境最复杂的地方之一。那么,“神乎其神”的大堡礁,到底值多少钱?


BBC报道称,大堡礁基金会(Great Barrier Reef Foundation)曾要求德勤经济(Deloitte Access Economics)给大堡礁估一个“报价”。德勤调查结果显示,与大堡礁相关的工作岗位高达64,000个,其中直接相关岗位有39,000个仅凭这一点,就能让大堡礁坐拥560亿澳元的“身价”。560亿澳元是什么概念?这大致相当于整个澳门一年的GDP。更“接地气”一点来比较,560亿澳元,相当于12个悉尼歌剧院。


并且,每年因大堡礁到澳洲观光旅游的海内外游客高达两百万,创造了50亿澳元的巨大经济收益。林林总总的项目加起来,大堡礁每年为澳洲的经济贡献可以达到64亿澳元。


德勤的调查报告还展示了澳洲人对大堡礁的看法。大多数澳洲人表示,他们希望自己的孩子和子孙后代能够有机会去参观大堡礁,并且享受这个大自然给予澳洲的馈赠。而且,不论是在澳洲国内还是国际上,似乎达成了一个“共识”,没有大堡礁,澳洲就不再是澳洲了。



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为大堡礁“巡逻”的人


一直以来,许多心系大堡礁的人为之付出了巨大的努力。位于Townsville的澳洲海洋科学中心(Australian Institute of Marine Science)就是其中的一个团体。Neal Cantin博士是中心的一名研究人员。他曾潜入清澈纯净的海水中探索,浮出水面后的他摘下氧气面罩,遗憾地摇了摇头,“下面的珊瑚礁都死了”。


Cantin和由国际科学家组成的潜水小分队因为珊瑚礁的大量死去而十分心痛。然而,他们也在遗憾和惋惜之余找到了一丝希望。Cantin和同事们在昆州以东的热带海域工作了很多天。在一块最近才死亡的珊瑚礁里,他们发现了一个又一个活着的珊瑚虫。这些珊瑚虫都是坚强的幸存者,它们居然在一片珊瑚礁“墓地”中活了下来。



研究人员不仅想要对这种珊瑚虫进行研究,更想找到这种珊瑚虫中携带有最佳基因的群体,然后在陆地上的水箱中进行养殖。一段时间之后,研究人员再将其放回大海,使其自由繁衍。


他们希望通过此举创造出更加“坚强”的珊瑚礁,帮助珊瑚虫加速进化,逐渐打造一个能够适应全球变暖环境和其他人类活动侵扰的生态系统。


Cantin表示:“我们正在努力寻找一种超级珊瑚虫。它们能适应最糟糕的环境,即使身处不断升温的海水中也能存活下来。



在众多保护行动之中,最被人津津乐道的,可能还是昆州政府2009年发布的一条招聘广告,表示要招一位大堡礁守护员。这是个被称为“世界上最令人羡慕”的工作,看起来就是在大堡礁游玩、享受五星级酒店,拍拍视频、照片上传到网上,每天记日记,最重要的是,还拿着半年15万澳元的薪水。


2009年,英国人Ben Southall有幸成为了第一位大堡礁守护员,他打败了34,000位竞争者,得到了这个令人歆羡的工作。


不过,事实却不像大家想象中那么“梦幻”。就连Southall自己都表示很“失望”。每周工作七天,每天工作长达19个小时,Southall表示,这份工作一点都不轻松。“我本来以为,这份工作会像汤姆·汉克斯在电影《荒岛余生》中一样炫酷。然而我其实有很大的工作量。”



“我每天都需要尽可能多地‘巡逻’大堡礁的每片海域并进行记录,长时间的工作使我感到非常疲惫。而且在昆州,有150,000名员工奋战在大堡礁旅游事业的第一线,工作中还有一项任务是宣传大堡礁,带动旅游业,我能感受到来自他们的压力。”Southall说。


这份说来轻松的工作,还带着潜在的危险。Southall曾被一种名为Irukandji的水母“袭击”,要知道,这种水母的毒液是致命的。不过,这些都不足以阻挡Southall守护大堡礁的热情,他表示:“虽然大堡礁面临严重的危机,大家也以为它就要‘死了’,但我想用自己的努力告诉大家,大堡礁不仅‘健在’,而且会越来越好。”


现在的Southall已经结束了守护大堡礁的工作,到大堡礁边缘的汉密尔顿岛(Hamilton Island)开始了自己大使的工作。守护大堡礁的工作改变了Southall保护环境的价值观。即便已经离任,他也没有放弃对保护大堡礁的宣传,他说:“大堡礁是对气候变化和人为污染最敏感的地带之一,当我在工作中认识到这一点后,就想竭尽全力来保护这里的生物,也想让更多的人与我一起‘守护’大堡礁。”


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