随着气候变化加速，科学家专注于世界海洋在吸收半星期一半的二氧化碳中的关键作用。但是，与陆地碳循环相比，海洋从大气中去除碳的精确机制，以及对该过程的限制以及海洋生物的后果仍然明显差。
这是德克萨斯大学海洋科学教授的LED Tracy Villareal，在奥斯汀致力于北岛浮游植物的研究，这是对世界森林吮吸碳含量的微小的海洋植物种类。为了更好地了解硅藻料如何螯合碳，Villareal已成为使用波浪和太阳能通电的海洋机器人的先驱，称为波浪滑翔机。冲浪板大小的机器人装有传感器和通信装备，可以在海上自主运行，最多可在远程部署villare，以便在偏远地区部署它们，以监控硅藻盛开的一部分。
9月份，Villareal赢得了PACX奖，由硅谷的液体机器人制造商赞助的比赛。他收到了50,000美元的研究资助和六个月的使用波浪滑翔机进行研究。
在接受采访中耶鲁环境360.贡献者Todd Woody，Villareal讨论了为什么解锁硅藻的秘密对理解气候变化以及部署机器人将如何彻底改变海洋科学至关重要。“[影响]将是巨大的，”Villareal说，“因为我们第一次出去那里，只要我们需要。”
耶鲁环境360：硅藻浮游植物在海洋生态系统中的作用是什么？
特雷西村庄：硅藻是海洋中主要食品生产商之一，占主要生产的30％至50％。硅藻由小动物吃掉，然后被较大的小动物吃掉。或者他们可以通过像凤尾鱼或沙丁鱼这样的鱼直接吃掉。他们是海洋许多地方食品网的主要部分。
随着海洋酸化，我们正在导致直接影响Phytoplankton的事情的变化。
E360：为什么浮游植物对理解气候变化对世界海洋的影响很重要？
别墅：Phytoplankton是一种非常重要的球员，涉及大气和海洋和深海之间的碳循环。他们是海的草。他们将碳从大气中拿出来包装它，所以它被吃掉或者它直接沉入深度并被隔离。
E360：我们是否知道通过下沉或多或少地拆除的二氧化碳百分比？
别墅：永久性有不同的含义。对沉积物的永久性移除，这些沉积物已经删除了数千年。然后只有将它运送到深海，在那里需要几个世纪以来才能达到一千年，然后再回到开阔的海洋。所以它是为了人类的实用时间尺度。沉积物中的埋葬是非常长的时间尺度。我们谈论数十万年到数百万年。
E360：所以换句话说，了解浮游植物的过程以及他们吸收的碳是多少，让我们更加了解气候变化对海洋的影响？
别墅：是的，它给了我们一个非常好的同事将在大气中留下多少二氧化碳来修改地球的温度，以及进入海洋会影响酸的海洋。并且在颗粒状或有机形式中未除去的任何东西将保持为CO 2并改变正在变化的pH值。
随着海洋酸化和海洋和大气热含量的变化的影响，我们正在导致各种直接影响浮游植物的事情变化。它会影响水柱的稳定性以及固定层如何在深海中捕获营养素的趋势。潮流是如何移动的。当然是一个非常重要的组成部分，因为随着浮游植物的上升和落在海洋中，它会影响下游的所有食物网。
在大规模的海洋中，随着深度的分层和营养通量的变化以及电流的变化，预测海洋将在表面水域中具有较少的浮游植物。
E360：在您自己的研究中，您正在努力回答浮游植物的大问题或问题是什么？
别墅：对我来说，这是这些开阔的海洋硅藻的作用。虽然它们在那里几乎充满了沿海地区，但那些在那里的那些实际上起着非常重要的作用。硅藻和蓝绿藻之间存在氮素固定的共生，从而产生这些开阔的海洋绽放。在太平洋地区，这些盛开似乎将每年碳通量总量的约20％运送到海底。他们在7月至8月期间在一个大脉冲中进行。这是一个非常大的碳碳，底部，它可以喂食食品网。没有被吃掉的东西从大气中去除碳，而且CO2现在被困在千年的深海中。
因为海洋如此大，所以偏远，所以要拿出很多资源。
E360：由于这些绽放出现在深海中，所以研究它们的挑战是什么？
别墅：金钱是海洋科学中所有问题的源泉。因为海洋是如此大而且很多是如此偏远，它只是需要很多资源来赶到那里。船舶昂贵，一旦您到达那里，您希望确保您拥有足够的资源，是一个很好的团队来做实际上有意义的事情。因此，我们有专门从事各个方面的人团队，所以我们有很多人才带来问题。
一艘研究船只每天花费30,000至50,000美元。而我将参加北太地区的研究网站大约是夏威夷北部三天。我们谈论达到180,000美元只是为了参加聚会。然后你在那里度过了10天，现在你正在看一大百万美元。每年都在那里挑战它可能是一个挑战。
E360：然后你必须希望条件是对你想学习的内容的正确性。
别墅：这是对的，因为许多这些硅藻过程是时间特异性的。我必须在一年中的正确时间出去，特别是对于这些过程导致这些大型硅藻盛开的过程 - 那些硅藻尘兔子。当硅藻尘兔子前往底部时，它们在一年中的特定时间做到这一点。这是一个60到90天的窗口。
我们在正确的时间和正确的地方，我们有这么艰难的时间。然后，您只需一个可能正在发生一周或一个月的过程的快照。所以你抓住了一块。几乎不可能得到的是在盛开开始之前观察条件。这刚刚完全不切实际地解决了地址。
我们可以将波浪滑翔机送回那里并随着时间的推移进行调查。
E360：但这将随着你的使用波形滑翔机而改变。对这些机器人的影响有什么影响？
别墅：好吧，它将是巨大的，因为我们第一次出去在那里，只要我们需要坐下。波浪滑翔机有点慢，所以它将需要一个月左右的时间来到学习网站和一个月来回来，但这让我们又为我们提供了四个月的时间才能在那里拿出来，只是闲逛。我们可以在亚热带前端来回调查，我们可以坐在那里并等待盛开的发展。然后，我们可以将波浪滑翔机送回那里并随着时间的推移进行调查，观察动态的变化，玩家在这个过程中，什么是导致绽放的信号负责。因此，当我们获得运费时，我们将更好地了解要关注的内容。
E360：使用机器人遥控研究的一些挑战是什么？
别墅：钱。它们比船更便宜，但他们不是自由的。一旦你在那里得到了滑翔机，在仪器中有挑战可以测量合适的东西。当你做遥感时，你只能衡量你出来的措施，如果你选择了错误的乐器，你可以完全错过一些东西。我真的需要计算浮游植物，看看水中的内容。并且需要光学系统和光学系统特别容易陷入污垢，这在数据流中产生了很多不确定性。您必须保留仪器校准，以便您信任数据。
我想要接近的方式就好像你是美国宇航局，这是一个使命，所以我们不必relearn努力训练美国国家航空航天局学会了关于在那里发送一些东西，你永远不会再看到。但我们确实得到了滑翔机，这是在地球上工作的优势。
E360：正如遥远的宇宙飞船彻底改变了我们对宇宙的理解，这些机器人有可能对海洋进行类似的事情吗？
别墅：我认同。正在开发中有各种野生机器人系统。例如，我看到了一个机器人帆船的演示，以推动一个按钮转换成一个可以在海洋下潜水的鱼雷。这很酷。