Geologen beskriver "Skrämmande, spännande" Dyk 8 500 fot under vatten

Att stirra upp i näshimman som barn och undrade vad som var där ute, började min resa till en karriär som innebär att dyka i ett trångt nedsänkbart kärl in i djuphavets mörker för att se vad som finns där.

När jag var 15 år upptäckte jag att jag redan var för stor för att passa in i de små tidiga rymdkapslarna som astronaut. Mitt fokus skiftade mot inre utrymme, tack vare Jacques Cousteaus dokumentärer, detaljerade kartor över havsbotten och historiska dyker till de djupaste delarna av havet i dykväxter.

På högskolan introducerades jag geologins underverk och hur den spridande havsbotten var en av nycklarna till att förstå den nyutvecklade teorin om plattektonik. Jag var fast.

Efter att ha fått min doktors doktor kopplade min skola kollega Dan Fornari mig med forskare från National Oceanic and Atmospheric Administration som använde HOV (Human Occupied Vehicle) Alvin för att studera Galapagos Rift-geologi - en spridningsback där djupet Havsvattenhaltiga ventiler och djurgemenskaper upptäcktes först i slutet av 1970-talet. De behövde en "hard rock" geolog med en marin geologi bakgrund för att samarbeta med dem - och jag var glad över att delta i deras expedition som lämnar från Acapulco. En platta tektonisk händelse stoppade mig nästan från att gå med i kryssningen när jordbävningen i Mexico City 1985 fördröja mitt flyg i timmar.

Mitt första Alvin-dyk i den aktiva vulkaniska riften var nästan bortom beskrivningen: skrämmande, spännande, fascinerande, tröttsamt och den mest spännande händelsen i mitt liv till den tiden. Även om Alvin-piloternas förkryssningsutbildning är mycket noggrann, väntade rädslan för det okända tills luckan stängdes och vi sänktes i vattnet.

Vad ska jag se? Hur farligt är det här verkligen? Kommer den förseglade sfären verkligen att skydda mig från krosstrycket i djupet? Hur är det att vara i så lite utrymme med två andra personer i åtta timmar? Kommer jag ihåg allt som jag ska göra? Vågar jag dricka kaffe som tillhandahålls? Till min förvåning gick vi tillbaka till ytan innan jag visste det - min adrenalinnivå fortfarande hög.

Den kryssningen och resultaten som kom från den framgångsrika forskningen markerade början på min karriär som en av de få geologerna som arbetar och studerar vulkaner på mitten av havet. Sedan den här dykserien 1985 har jag haft omkring 40 dyk i Alvin till djup på nästan 13 000 fot - tills nyligen nära gränsen för Alvins kapacitet. Eftersom varje dyk brukar spendera sex timmar på botten har jag tillbringat totalt ca 10 dagar på botten av havet - som en "aquanaut".

Förberedelser för att dyka in i djupet

Min typiska dykberedning startar faktiskt i planeringsstadiet av en kryssning strax efter en expedition finansieras och ett specifikt oceanografiskt fartyg är planerat. Forskningsfartyget Atlantis är speciellt utrustat för att vara värd för Alvin och driva flera djupa undervattensbilar under ett enda dyk. De flesta kryssningar varar ungefär en månad, med cirka 20-25 dykar som planeras i förväg. Några dagar före varje dyk studerar forskare kartor över dykområdet, diskuterar platser för specifika provtagningar och mätningar.

Kvällen före dyket utarbetar forskare varje dag en väska (i allmänhet ett örngott) fullt av kläder och inspelningsmaterial som de behöver. Detta inkluderar vanligtvis en varm hatt, byxor, tröja och extra strumpor att sätta på på botten eftersom suben snabbt blir kall och fuktig i den när-frusna havsvatten på djupet. Jag försöker få en god natts sömn eftersom ett typiskt åtta timmars dyk kan vara psykiskt och fysiskt utmattande.

Jag äter eller dricker inte mycket på morgonen på ett dyk och spenderar lite tid att sträcka innan jag måste klämma mig in i "bollen" som insidan av sfären heter. Vid 8:00 har Alvin blivit utcheckad, rullad till offload position och är redo för de tre aquanauterna att glida ner i luckan och luta sig i position.

Piloten sitter upprätt mitt i bollen, medan min kollega och jag är tuckade på båda sidor under rack av elektronik i en halvsänkt läge. Det finns inte tillräckligt med utrymme för att helt förlänga mina ben i denna position. Den tunga luckan ovanför oss är stängd och förseglad luft och vattentät för att upprätthålla atmosfärstrycket i hela dykningen - ingen återvändande nu.

Piloten flyger på koldioxidskrubber som återvinner luften vi andas för hela dyket och justerar regulatorn som långsamt läcker extra syre i sfären. På knappt 6 meter lång kan jag bara stå uppe bakom piloten, men det finns bara plats för en. Förutom att sträcka mina ben, ser jag oftast på mina knän och tittar framåt på framsidan eller sidoportholen eller skriven anteckningar på provblad.

Alvin lutar fram och tillbaka när det lyftas av däck och svängde över havet för att lanseras. Sedan finns det det tröstande ljudet och känslan av vår entré i havet, eftersom havsvatten börjar täcka de fem små runda fönstren. Jag kan se att dykdammarna svimmar runt underen, kontrollera att vår utrustning fortfarande är på plats medan de ångrar återhämtningslinjen till skeppet.

Efter att ha kört igenom ett antal utrustning och säkerhetstest får vi OK för att börja vår långa nedstigning - nedgående på ca 110 meter i minut, det tar över en timme att nå 8000 fot. Ljust ljus från ytan återspeglar miljontals små bubblor som strömmar runt Alvin när vi släpper ut lite luft för att hjälpa oss att sjunka. Snabbt snabbt sjunker fartygets ljud och rockningen från ytvågor stannar. Jämfört med all rörelse och ljud på Atlantis, är Alvins interiör lugnt och lugnt förutom luftskrubbernas humör och lite musik, som piloten väljer och spelar i bakgrunden.

När vi stadigt drifter till botten börjar ljuset ute snabbt att blekna, bli grönt först, sedan långsamt mycket mörktblått. Lilla röda läslampor belyser insidan av sfären. Vi håller Alvins externa lampor av för att spara batteriet som behövs för att driva oss på botten. Efter 10 minuter, djupare än 600 fot, är det nästan lätt och hundratals glödande bioluminescerande organismer strömmar förbi portholesna. Den här magiska ljusutställningen påminner mig om natthimlen jag tittade på i min ungdom.

En halvtimme går och cirka 3 300 meter vi befinner oss i "midnattszonen", där inget ljus tränger igenom och den skimrande blågröna fosforescensen verkar ännu ljusare och mer dramatisk. Vid den här tiden känner jag mig bekväm men angelägen att komma till jobbet på havsbotten och försöker förutse vad vi kan se.

Vetenskap på havsbotten

Närmar sig havsbotten, Alvins yttre ljus tänds och vi spejder för att låta piloten veta när vi ser botten. För mig är detta en av de mest spännande och otroligt inspirerande delarna av ett dyk eftersom man aldrig vet vad som kommer att vara där. Mycket långsamt börjar det lava- och sedimentbelagda golvet i havet att visa sig som om det inte är dimma i strålkastarna.

På de flesta av mina dykar landar vi av säkerhetsskäl bort från den vulkaniskt och hydrotermiskt aktiva rivningszonen. Dessa områden är typiskt täckta med olika typer av lavaströmmar - kuddar, lobates och arkflöden dammas av sediment. Närmare riftaxeln, områden där lavafjällen fylls, överflödas och därefter dräneras och kollapsas är vanliga. Vissa områden har hundra meter höga högar av kudde lavas som har oozed ur ventilationshål eller rena väggar hundratals meter långa som har drivits uppåt av tektoniska krafter.

I några av de mest vulkaniskt aktiva områdena har jag hittat vita bomullsliknande ekologiska mattor som täcker de svarta lavaströmmarna som bildas av mikrober som lever i den varma underytan. Ibland spränger några av dem upp av strömmar av varmt vatten som strömmar ut ur sprickor och gropar i lavan. Jag har sett hydrotermiska ventiler som avger svart, svavelrik rök, som typiskt omges av samhällen av tubeworms, krabbor, musslor, musslor, räkor och ovanliga fiskar - varelser som kan överleva denna extrema miljö tusentals fötter under ytan.

I sex timmar på botten leder jag piloten vart den ska gå och vad man ska prova eller mäta med Alvins två anmärkningsvärt smidiga men starka hydrauliska armar. Flera digitala stillbilder och videokameror monterade på Alvins yttre ram registrerar vår resa längs havsbotten, medan minispelare och handskrivna anteckningar dokumenterar våra observationer. Tiden går fort och sällan får vi allt vi planerat gjort innan piloten noterar att våra batterier håller låga och tappar hundratals pounds av järnvikt för att starta oss på vår timmars transitering till ytan.

Även med våra extra kläder på blir det ganska kallt i slutet av ett dyk så de extra filtarna kommer ut och jag slår mig normalt i med ett av våra packade jordnötssmör och gelésmörgåsar. Lysets glöd tillkännager vår inställning till ytan, och jag hoppas alltid att haven har varit lugn, annars kommer vi att uppleva lite obekväma bobbing runt medan vi väntar på att Alvin återvinns.

En gång ombord Atlantis och luckan öppnas, är det lättnad att fylla mina lungor med varm, frisk luft och kunna sträcka mina ben igen. Titta på återhämtningen, gratulera dykarna, särskilt nya dykare, och kolla in de prover vi återhämtade är en kvällshändelse för forskarna.

Det har varit mer än 45 år jag har undersökt de geologiska egenskaperna hos havsbotten, och jag är fortfarande glad över att ta dyk i Alvin. Vi är fortfarande provtagning, fotografering, filmning och observation, och försöker svara på frågor om hur över 60 procent av jordskorpan bildas. Hur spränger ubåts vulkaner ut och vad är de tillverkade av? Var och varför ger djuphavs gejsrar - även kända som hydrotermiska ventiler - spewing av 750 graders vätskor? Och hur trivs livet i dessa oskötliga miljöer?

Även om det finns många obemannade robotenheter som kan dyka till djupare djup under längre perioder, kan vad forskare ser på skjutbordsskärmar från fjärrstyrda fordon inte jämföra med att de faktiskt finns på botten och ser den i tre dimensioner.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation av Michael Perfit. Läs den ursprungliga artikeln här.