Ein High-Tech-Angebot an Spezialausrüstung wurde kürzlich im Nordosten des Pazifischen Ozeans installiert, um Wissenschaftlern dabei zu helfen, die Eignung des Standorts für die Beobachtung eines der wichtigsten und schwer zu untersuchenden Bestandteile des Universums, der Neutrinos, zu beurteilen.
Ocean Networks Canada (ONC) hat im Rahmen einer Initiative der University of Victoria die Ausrüstung während seiner jährlichen Offshore-Mission zur Installation und Verbesserung der kabelgebundenen Observatoriumsinfrastruktur eingesetzt. Das diesjährige Projekt hieß Expedition 2018: Wiring the Abyss.
Neutrinos gehören zu den essentiellsten Bestandteilen des Universums und zu den am häufigsten vorkommenden subatomaren Teilchen, die durch Kernreaktionen aus Sonnenfusion, radioaktivem Zerfall und explodierenden Sternen erzeugt werden. Die Forscher glauben, dass ein erweitertes Wissen über Neutrinos dazu beitragen könnte, einige grundlegende Fragen der Astrophysik zu beantworten - wie zum Beispiel über den Urknall und Supernovae - und einen Einblick in den Ursprung, die Entwicklung und das Schicksal des Universums geben.
Im Gegensatz zu geladenen Teilchen und Photonen haben Neutrinos keine elektrische Ladung und können durch das Universum und durch normale Materie - einschließlich des Erdmittelpunkts und menschlicher Körper - mit nahezu Lichtgeschwindigkeit ohne Interferenz wandern. Dies macht kosmische Neutrinos auch ohne große und sehr empfindliche Instrumente schwer zu erkennen und zu untersuchen.
Zwei spezialisierte Instrumenten-Arrays wurden während der ersten Etappe der ONC-Expedition Ende Juni installiert, und die Inbetriebnahme wurde während des zweiten Besuchs der Expedition am Ende des Cascadia-Beckens Ende Juli fortgesetzt. Die Sammlung von detaillierten Messungen über zwei Jahre wird das Tiefseegebiet, ungefähr 200 Kilometer südöstlich von Vancouver Island, für die zukünftige Verwendung untersuchen.
"Ein potenzielles Full-Scale-Neutrino-Observatorium im Cascadia-Becken würde der Teilchenphysik, der Astrophysik, der Meeresforschung und der Meeresbiologie von Nutzen sein und zuverlässige Langzeitdetektionsfähigkeiten bieten", sagte Benoit Pirenne, ONCs Direktor für Nutzerinteraktion.
Die Ausrüstung, die zum Nachweis von Neutrinos verwendet wird, reagiert auch empfindlich auf Biolumineszenz und liefert Wissenschaftlern Daten, um Trends bei der Emission von Licht durch Meerestiere zu untersuchen - zum Tarnen, Anlocken, Verteidigen, Warnen, Kommunizieren, Nachahmen und Beleuchten.
Die ONC-Expedition 2018 umfasste die Installation neuer Instrumente, Sensoren und Kameras auf dem Endeavour-Gelände 300 Kilometer vor Vancouver Island. Die Erweiterung verdoppelt den Umfang der Instrumentierung und verbessert die Fähigkeit der Wissenschaftler, die hydrothermalen Lüftungssysteme und die tektonischen Prozesse der Firstachse kontinuierlich zu überwachen und zu untersuchen.
Hydrothermale Quellen in der Endeavour sind Teil von Kanadas erstem Meeresschutzgebiet, das 2003 gegründet wurde. Die Lüftungsöffnungen beherbergen ein biologisch vielfältiges und produktives Ökosystem, in dem weltweit einzigartige und einzigartige heimische Tierarten beheimatet sind. ONC überwacht die Endeavour-Heißluftdüsen seit 2009 kontinuierlich.
Die diesjährige Expedition installierte auch den letzten Satz von Frühwarnsensoren für Erdbeben auf dem Offshore-Observatorium von ONC entlang der Cascadia-Subduktionszone. ONC und Natural Resources Canada haben auf Vancouver Island simultan landgestützte seismische und GPS-Sensoren installiert. Nach Fertigstellung wird das umfassende Erdbebenfrühwarnsystem von ONC bis März 2019 getestet und an Emergency Management BC übergeben. Die britische Regierung hat 5 Millionen US-Dollar in die Entwicklung des bestehenden Systems investiert.