14.2海底探索课件-2023-2024学年牛津上海版（五四学制）七年级科学下册

海底探索 海底探索的困难 1、水温 2、压强 3、缺氧、黑暗 4、海底生物 海底探测器 深海漫游者 “深海漫游者”由美国蒙特雷湾水族馆研究所科学家所研制。今年7月，重达3000磅(约合1361公斤)的“深海漫游者”开始在美国加利福尼亚附近海域的海底爬行了25英里(约合40公里)。“深海漫游者”由钛材料和泡沫材料制成。由于使用钛材料，它可以承受的最大压力为每平方英寸6000磅(约合每平方米4218418公斤)；由于使用泡沫材料，因此它的体重至少减少了100磅(约合45公斤)，这样它就不会因为身体太重而陷入海底的沉积物之中。“深海漫游者”在海底漫游的过程中，拍下了大量海底图片，同时测量了海底有机物的氧气消耗量。科学家们将依据这些数据研究气候变化对海下生物群落的影响。未来，“深海漫游者”将开展更深入的海底研究，包括探索海底资源。根据计划，“深海漫游者”下一步将在加州海域执行一项更为艰巨的海底探索任务，行程140英里(约合225公里)，为期6个月，潜水深度达4000米。 机器鱼 五年前，麻省理工学院的工程师卡马尔-约瑟夫和帕波罗-瓦尔蒂维亚研制出首款机器鱼。最近，他们在此基础上利用更柔软的聚合体材料研制出了一款更像鱼类的机器鱼原型。新款机器鱼更加灵活而简单，零部件更少，总共只有十件，而最早的一款则有数千件。新款机器鱼不到一英尺(约合0.3米)长，看起来有点像鲑鱼，而老款则更像金枪鱼。正是借助体小灵活的特点，新款机器鱼可以代替许多大型水下探测器，进入一些狭窄水域搜集水污染情况和水下生态环境信息。在最初的测试中，工程师们是利用外部电源为机器鱼体内的发动机提供能量。他们下一步计划是将内置电池与机器鱼一体化，真正实现机器鱼的水下自动化作业。 水下传感器网络 美国贝肯研究所和IBM公司正在联合研制一种名为“河流与河口观测网络”(REON)的传感器网络。他们将把这种传感器网络部署于315英里(约合507公里)长的美国哈德逊河之上，对哈德逊河进行实时监控。目前，哈德逊河上已经有两个太阳能动力传感器阵列和数个移动的传感器。据项目工程师詹姆斯-邦纳尔介绍，最终整个REON网络将拥有数百个传感器，每一个传感器都拥有独立的计算机芯片。它们将负责实时收集与分析河流的生物、水质、化学物质等信息。此外，传感器网络还装备有光学成像系统，以实现对整条河流的可视化监测。科学家们将利用显微镜和基因排序技术实施水下微生物检测和实验。REON网络的实时数据流将通过无线通讯方式传送给陆上科学家，科学家将根据这些数据分析人类对河流生态系统的影响。 2009年11月，美国加州斯克里普斯海洋研究所的科学家开始研制一种远程控制水下机器人网络。根据研究计划，第一阶段该网络将包括26个球状水下探测器，其中6个有足球大小，另外20个体积要相对小一些。科学家准备将这组水下探测器部署于被毒质污染或被有害藻类蔓延的水域中，代替潜水员搜集水质数据。此外，科学家们还准备利用这种水下探测器来监测和分析海洋洋流的动态、温度、盐份等信息。 水下探测器 美国怀俄明大学物理学家保罗-约翰逊正领导一支科研团队在研制一种污染检测蝌蚪。他们利用转基因技术在一种非洲有爪青蛙的蝌蚪体内注入了一种荧光蛋白。当这些转基因蝌蚪遇到化学物质时，它们的身体会发亮。根据荧光蝌蚪遇到的化学物质的多少，它们身体的亮度也有所不同。将来，这种蝌蚪可以用来检测水中的有毒物质。这种检测方法不仅速度快，而且实施起来比使用水下机器人更方便、更经济。 荧光蝌蚪 水下探测器拍摄到最深海底火山喷发奇景 成果 模拟海底地形的探测 $$