海洋をリアルタイムでデジタル化

夏の間、私たちが日焼けをしている間（もちろん、PopSci のスタイル通り、レーザーを使って）、国立科学財団の R/V Sikuliaq は 39 日間の Vision 16 クルーズに参加しました。それは典型的なクルーズではありませんでした。

乗組員はくつろぐどころか、海洋観測イニシアチブと呼ばれる、オープンアクセスの海洋および気候データを収集する観測所ネットワークに電力を供給するケーブルの調査に忙しくしていた。これは、大規模なデータ収集ネットワークをまとめる NSF のキャンペーンにおける最新のチェスの駒である。

ハーバード大学の生物学者ピーター・ギルギス氏は、PopSci に対し、「海底に [センサーの配列] を設置して、何ができるか見てみよう」というのが、NSF が数百万ドル規模の自律型研究機器と水中車両のネットワークを展開する動きを導いた思考プロセスの一部だったと断言している。残念ながら、それが唯一の動機ではなかった。

結局、3億8,600万ドルとほぼ10年の開発期間を要し、ようやく稼働を開始したOOIは、所長のグレッグ・ウルセス氏によれば「世界最大の固定式海洋観測所」である。

言い換えれば、サイズ、スケール、テラバイト数で、設置して放っておくことができるこの固定された実験装置のネットワークは、海洋に関するデータを収集する他のどのシステムよりも優れています。OOI は、7 つの異なるサイトの 83 のプラットフォーム上の 830 の機器のネットワークから情報を取得し、海洋をリアルタイムでデジタル化して、pH から温度まであらゆるデータ ストリームに変換し、誰でもどこからでもアクセスできるようにします。

そして、デビューから2か月も経たないうちに、ビジョン16クルーズは、携帯電話の定期的なアップデートに相当するシステムのアップグレードを実施しました。システムの機器とケーブルはすべてモジュール式で、定期的に新しいハードウェアに交換できるように設計されています。しかし、今後25年間でプラットフォームのテクノロジーを拡張する計画の一環として、古いコンポーネントを取り外して新しいものを取り付けるために、クルーズ船いっぱいのエンジニアを必要とせず、実質的には携帯電話のアップデートと同じです。

それでも、OOI は完全に機能し直し、ギルギス氏が海洋学の根本的な課題であると考えている問題、つまりクルーズの名称が奇妙にふさわしいものとなる問題、つまり可視性に取り組んでいる。

ドローンやハイパースペクトル衛星は陸上の出来事を簡単に監視できるが、超軽量ビームでさえ電磁的に不透明な海中では 50 メートルで散乱し始め、科学者が鮮明な画像を得るのを妨げている。同様に、私たちがすでに持っている海洋データの過剰は、大部分が散在し整理されていないため、海洋科学者は文字通り、そして比喩的に可視性の欠如を克服しなければならない。「OOI やその他のさまざまな」海洋マッピング プログラムは、多くの海洋研究者にとって非常に重要なものだ。通常公開されるよりもはるかに多くのデータを生み出し、「新しい世代の科学者が新鮮な、計算に精通した目でそれを見ることができるような方法でまとめることができる」と Girguis 氏は述べた。

「その他さまざまなプログラム」の部分で、物事が面白くなります。

国際社会は、米国とEUが先導するCOOP+と呼ばれる共同イニシアチブの下で、数年にわたって活動してきました。米国側ではNSFが主導し、その使命は、全球地球観測システム（GEOSS）の拡大です。GEOSSは、センサー機器の配列によって科学者にビッグアースデータを提供する、オープンアクセスネットワークの巨大なウェブです。他の国際プログラム、およびそれらすべてから供給される巨大なDataONEデータベースとともに、OOIは、NSFが統合を推進している多くのデータソースの1つ（ただし、特に大規模）にすぎません。

しかし、この舞台裏のチェスゲームの規模と不安定さを最もよく理解できるのは、2018年に開始されOOIのいとことして機能するNEON（国立生態観測ネットワーク）です。81のフィールドサイト、米国海洋大気庁のデータセンター、および数十の大学との提携を通じて、NEONは空気、海、陸のデータをリアルタイムで収集します。ただし、このプログラムの開発は必ずしも順調ではありませんでした。最近の経営陣の変更以前は、遅延、4億6,900万ドルの予算でのいくつかのトラブル、そしてその後、予算重視の共和党下院委員会メンバーと海洋学コミュニティの両方からのかなりの反対に見舞われました。

しかし、オンラインになると、NEON は DataONE の 31 のデータ サプライヤーの 1 つに過ぎなくなります。DataONE 自体は、主に米国と EU からの情報で構成された非常に大規模なリポジトリであり、そのすべてが事実上地球全体を 0 と 1 に変える国際的な Web の中に埋め込まれています。

次回クルーズに出かけるときには、PopSci を読みながら、気候変動の研究や海洋生物の研究に関する最新情報を入手し、クルーズ中にエンジニアたちがデジタルの「サウロンの目」を作ったことを思い出してください。この目は、その戦いの原動力であり、船の二酸化炭素排出量を追跡するものです。

2016-09-12: テキストにいくつかの小さな修正を加えました。