Το Κολούμπο, το ΕΛΚΕΘΕ και μία… επανάσταση στη θαλάσσια έρευνα!

«Ο Κολούμπος είναι ένα ζωντανό, δυναμικό, μικροβιακό περιβάλλον που έχει τη δυνατότητα να μας “μιλά” και για αυτό πρέπει να τον ακούμε», αναφέρει στο Cretalive η κύρια ερευνήτρια του ΕΛΚΕΘΕ στον τομέα της Περιβαλλοντικής Μικροβιολογίας, Δρ. Παρασκευή Πολυμενάκου.
Μας μιλά για το νέο ερευνητικό έργο MERLIN και την εισαγωγή της Τεχνητής Νοημοσύνης στη θαλάσσια έρευνα.

Το κείμενο της συνέντευξης έχει ως εξής:

Γιατί επιλέχτηκε το Κολούμπο για να γίνει η αρχή του προγράμματός σας;
«Το MERLIN είναι ένα φιλόδοξο, καινοτόμο ερευνητικό έργο που χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα HORIZON Europe, με επιστημονικό συντονιστή τον καθηγητή Μαγιορκινό Παπαηλία από το Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ. Στο έργο συμμετέχουν 18 ερευνητικοί φορείς από 9 ευρωπαϊκές χώρες και από πλευράς ΕΛΚΕΘΕ συμμετέχει το Ινστιτούτο Θαλάσσιας Βιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιεργειών (ΙΘΑΒΒΥΚ) και το Ινστιτούτο Θαλάσσιων Βιολογικών Πόρων και Εσωτερικών Υδάτων (ΙΘΑΒΙΠΕΥ).Στόχος του είναι η ανάπτυξη και δοκιμή νέας γενιάς ευφυών, αυτόνομων ρομποτικών οχημάτων για θαλάσσια εξερεύνηση. Οι τεχνολογίες αυτές θα εφαρμοστούν πιλοτικά σε τρεις περιοχές στην Ευρώπη, στην Ισπανία, την Ελλάδα και τη Λιθουανία.
Η πρώτη δοκιμή θα πραγματοποιηθεί σε ένα παράκτιο, σχετικά εύκολα προσβάσιμο περιβάλλον στη Βαρκελώνη. Όμως η πιο απαιτητική και επιστημονικά ενδιαφέρουσα φάση του προγράμματος θα λάβει χώρα στο υποθαλάσσιο ηφαίστειο Κολούμπο, στα ανοιχτά της Σαντορίνης.

Ο Κολούμπος δεν επελέγη τυχαία. Πρόκειται για το πιο ενεργό υποθαλάσσιο ηφαίστειο στην Ανατολική Μεσόγειο, με εξαιρετικά ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες: πολύ χαμηλό pH, υψηλές θερμοκρασίες αλλά και συγκεντρώσεις μετάλλων όπως σίδηρος, υδράργυρος και αντιμόνιο. Στον πυθμένα του φιλοξενούνται εντυπωσιακές πολυμεταλλικές καμινάδες που εκλύουν θερμό, πλούσιο σε διοξείδιο του άνθρακα νερό, ενώ καλύπτονται από σπάνια μικροβιακά οικοσυστήματα μοναδικής ποικιλότητας σε παγκόσμιο επίπεδο.
Όλα αυτά καθιστούν τον Κολούμπο ένα φυσικό εργαστήριο εξαιρετικής σημασίας για τη δοκιμή καινοτόμων τεχνολογιών, όπως τα αυτόνομα υποβρύχια οχήματα (AUVs) του MERLIN. Στο πλαίσιο της αποστολής, θα αξιοποιηθούν και σημαντικά γεωχημικά και μικροβιολογικά δεδομένα που είχαν συλλεχθεί από το ελληνικό ερευνητικό έργο SANTORY, το οποίο χρηματοδοτήθηκε από το ΕΛΙΔΕΚ. Με αυτόν τον τρόπο, τα ρομποτικά συστήματα θα μπορούν να κινούνται στο εσωτερικό του κρατήρα με μεγαλύτερη ακρίβεια, αποδοτικότητα και ασφάλεια.»

Ποια είναι η καινοτομία του προγράμματος MERLIN και τι να περιμένουμε στο μέλλον; Πώς αλλάζει η θαλάσσια έρευνα με την τεχνητή νοημοσύνη;
«Το MERLIN φέρνει μια πραγματική επανάσταση στη θαλάσσια έρευνα. Μη Επανδρωμένο Σκάφος Επιφανείας (USV) και ευφυή Αυτόνομα Υποβρύχια Οχήματα (AUVs) με ενεργειακή αυτονομία, θα είναι σε θέση να επιχειρούν πλήρως χωρίς ανθρώπινη παρουσία και παρέμβαση, αξιοποιώντας αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης. Θα μπορούν να εξερευνούν, να χαρτογραφούν το θαλάσσιο βυθό, να καταγράφουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, αλλά και να συλλέγουν δείγματα από ακραία και ιδιαίτερα απαιτητικά θαλάσσια οικοσυστήματα.

Μία από τις πιο μεγαλύτερες προκλήσεις του MERLIN είναι η αυτοματοποιημένη συλλογή δειγμάτων από τις υδροθερμικές καμινάδες του Κολούμπου. Τα ρομποτικά συστήματα, αξιοποιώντας σειρά περιβαλλοντικών δεδομένων με τα οποία θα τα τροφοδοτήσουμε εμείς, θα λαμβάνουν από μόνα τους αποφάσεις. Συγκεκριμένα, πού να κατευθυνθούν μέσα στον κρατήρα του ηφαιστείου, ποιες καμινάδες να επιλέξουν για καταγραφή δεδομένων τα οποία θα μας στέλνουν σε πραγματικό χρόνο αλλά και πότε να συλλέξουν δείγματα. Ο ρόλος μας θα είναι να παρακολουθούμε τις κινήσεις τους από την ασφάλεια του σκάφους και να επεξεργαζόμαστε τα δεδομένα που θα καταγράφουν αλλά και το υλικό που θα συλλέξουν. Το υλικό αυτό θα αξιοποιηθεί για περαιτέρω αναλύσεις και απομόνωση μικροοργανισμών βιοτεχνολογικού ενδιαφέροντος.
Η εισαγωγή της τεχνολογίας MERLIN στη θαλάσσια εξερεύνηση ανοίγει νέες προοπτικές. Η θαλάσσια έρευνα θα μπορεί να διεξάγεται και στις πλέον δυσπρόσιτες και δύσκολες περιοχές, με χαμηλότερο κόστος, λιγότερο ρίσκο και δυνατότητα παραμονής στο πεδίο για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Ευελπιστούμε ότι αυτή η τεχνολογία θα μπορεί να αξιοποιηθεί μελλοντικά στην συστηματική περιβαλλοντική παρακολούθηση, την πολιτική προστασία αλλά και στη βιοτεχνολογία.»

Τι συμπεράσματα αναμένεται να βγουν από την έρευνά σας; Ποιοι είναι οι στόχοι σας;
«Ο βασικός μας στόχος είναι η ανάπτυξη μιας τεχνολογίας που θα μπορεί να αξιοποιηθεί σε πλήθος εφαρμογών στη θαλάσσια εξερεύνηση, από την επιστημονική έρευνα μέχρι την περιβαλλοντική παρακολούθηση και την προστασία των θαλάσσιων οικοσυστημάτων.
Μέσα από το πρόγραμμα MERLIN, θέλουμε να αποδείξουμε ότι τα έξυπνα, αυτόνομα ρομποτικά συστήματα μπορούν να λειτουργούν αποδοτικά και με ασφάλεια ακόμη και στα πιο σύνθετα, ακραία και απαιτητικά περιβάλλοντα του πλανήτη. Στην περίπτωση του υποθαλάσσιου ηφαιστείου Κολούμπου, η τεχνολογία MERLIN θα μας επιτρέπει την αυτοματοποιημένη καταγραφή δεδομένων και συλλογή δειγμάτων, χωρίς την ανάγκη ανθρώπινης παρέμβασης και με πολύ μικρότερο κόστος από μια κλασική ωκεανογραφική αποστολή. Η αυτοματοποιημένη συλλογή δειγμάτων δεν αποτελεί απλώς ένα τεχνολογικό επίτευγμα. Ανοίγει νέους δρόμους για τη συστηματική αξιοποίηση της θαλάσσιας μικροβιακής ζωής σε εφαρμογές βιοτεχνολογικού ενδιαφέροντος.

Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούμε πλέον να παρακολουθούμε σε πραγματικό χρόνο τη γεωχημεία, τα μοναδικά μικροβιακά οικοσυστήματα του Κολούμπου αλλά και τη δραστηριότητα της περιοχής, με τρόπο που μέχρι σήμερα ήταν τεχνικά και οικονομικά εξαιρετικά δύσκολος. Και το σημαντικότερο είναι ότι μας δίνει τη δυνατότητα για ταχύτατη επέμβαση σε περίπτωση φυσικών κινδύνων. Για παράδειγμα, η πρόσφατη σεισμική δραστηριότητα στην περιοχή Σαντορίνης – Ᾱμοργού ανέδειξε την ανάγκη για συνεχή και έγκαιρη παρακολούθηση, κάτι που μπορεί να προσφέρει το MERLIN.
Η τεχνολογία MERLINανοίγει το δρόμο για την ανάπτυξη “ευφυών αυτόνομων ρομποτικών θαλάσσιων συστημάτων” που θα μπορούν να εξερευνούν, να παρακολουθούν και να συμβάλλουν ενεργά στην προστασία των θαλασσών μας, αλλά και στην πρόληψη και διαχείριση φυσικών κινδύνων.»

Το ΕΛΚΕΘΕ ζητάει εδώ και χρόνια ένα νέο ωκεανογραφικό. Τι θα σημαίνει για τους επιστήμονες αλλά και τη χώρα μας η απόκτησή του;
«Η απόκτηση ενός νέου, σύγχρονου ωκεανογραφικού σκάφους είναι απολύτως απαραίτητη, όχι μόνο για την ερευνητική κοινότητα, αλλά συνολικά για τη στρατηγική παρουσία της Ελλάδας στη θάλασσα της Μεσογείου. Το νέο σκάφος του ΕΛΚΕΘΕ είναι μια κρίσιμη υποδομή για την παρακολούθηση και εξερεύνηση των θαλασσών μας και η απόκτησή του δεν είναι απλώς επιθυμητή αλλά ένα σημαντικό ζήτημα.
Σήμερα, το ΕΛΚΕΘΕ διαθέτει τρία ερευνητικά σκάφη, τα οποία όμως έχουν σημάδια παλαιότητας. Το μεγαλύτερο εξ αυτών, είναι το Ωκεανογραφικό Σκάφος “Αιγαίο” που μετρά ήδη πάνω από 40 χρόνια παρουσίας στη θαλάσσια έρευνα. Το σκάφος αυτό, στήριξε εκατοντάδες ελληνικά και ευρωπαϊκά ερευνητικά έργα, ακόμη και αποστολές στην Ερυθρά Θάλασσα. Πλέον όμως έχει φτάσει στα όριά του λόγω παλαιότητας, η τεχνολογία έχει προχωρήσει και μαζί της έχουν αυξηθεί και οι απαιτήσεις της θαλάσσιας έρευνας. Χρειαζόμαστε ένα νέο σκάφος που να μπορεί να υποστηρίξει νέες τεχνολογίες και αποστολές μεγάλης διάρκειας και βάθους και που θα επιτρέπει την εξερεύνηση κρίσιμων και απαιτητικών θαλάσσιων περιβαλλόντων.
Ένα νέο ωκεανογραφικό δεν είναι ένα απλό επιστημονικό εργαλείο. Αλλά αποτελεί στρατηγική επένδυση στην ενεργειακή πολιτική, στη βιοτεχνολογία, στην προστασία της βιοποικιλότητας, στην κατανόηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής, στην πολιτική προστασία. Θα ενισχύσει την παρουσία της Ελλάδας στην «πρώτη γραμμή» της μεσογειακής και ευρωπαϊκής θαλάσσιας έρευνας και θα συμβάλει ουσιαστικά στην παρακολούθηση και διαχείριση φυσικών κινδύνων, όπως οι σεισμοί, τα υποθαλάσσια ηφαίστεια ή η ρύπανση.
Το ΕΛΚΕΘΕ, ως ο μεγαλύτερος φορέας θαλάσσιας έρευνας στη χώρα, διαθέτει την τεχνογνωσία, την εμπειρία και το ανθρώπινο δυναμικό για να αξιοποιήσει στο έπακρο ένα τέτοιο σκάφος. Με τη σωστή υποστήριξη, μπορεί να προσφέρει ακόμα περισσότερα, όχι μόνο στην επιστήμη, αλλά και στην ίδια τη χώρα.»

Γνωρίζετε πολύ καλά την περιοχή της Σαντορίνης. Πρόσφατα είχαμε έντονη σεισμική δραστηριότητα. Έχουμε εικόνα για το πού οφείλεται και τι να περιμένουμε στο μέλλον;
«Μία σεισμική δραστηριότητα στην περιοχή είναι αναμενόμενη για πολλαπλούς λόγους. Η Σαντορίνη βρίσκεται στη ζώνη σύγκλισης της Αφρικανικής και της Ευρασιατικής τεκτονικής πλάκας, αποτελεί τμήμα του Ελληνικού Ηφαιστειακού Τόξου και επίσης διαθέτει πάρα πολλά ρήγματα. Η πρόσφατη σεισμική κρίση φαίνεται να οφείλεται σε μια σύνθετη γεωδυναμική διεργασία, με πιθανότερο σενάριο τη μετακίνηση μάγματος σε μεγάλα βάθη, η οποία προκάλεσε ενεργοποίηση ρηγμάτων και έδωσε αυτή τη συνεχή σεισμική δραστηριότητα.

Το φαινόμενο συνεχίζεται με μικρότερους σεισμούς, που πλέον δεν είναι αισθητοί. Εντούτοις είναι πολύ σημαντικό να είμαστε σε ετοιμότητα για την αντιμετώπιση αντίστοιχων φαινομένων στο μέλλον, χωρίς όμως πανικό. Οι κάτοικοι της Σαντορίνης και των γύρω νησιών έχουν εμπειρία από παρόμοιες καταστάσεις και τέτοιου είδους φαινόμενα πρέπει να αντιμετωπίζονται με ωριμότητα, επιστημονική τεκμηρίωση και ψυχραιμία. Η Ελλάδα είναι μια έντονα σεισμογενής χώρα και πρέπει να μάθουμε να ζούμε με αυτό.
Το σημαντικό είναι ότι δεν υπάρχουν ενδείξεις ενεργοποίησης των ηφαιστείων της περιοχής, ούτε της καλντέρας της Σαντορίνης ούτε του υποθαλάσσιου ηφαιστείου Κολούμπος. Τα δεδομένα από το πρόγραμμα SANTORY, με το οποίο παρακολουθούσαμε για μήνες το υποθαλάσσιο ηφαίστειο Κολούμπος, μας είχαν δείξει κάποιες πρώτες αλλαγές αρκετούς μήνες πριν την εκδήλωση της σεισμικής δραστηριότητας. Στις αποστολές που πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο του έργου SANTORY αλλά και του THIRA (που είχε χρηματοδοτηθεί από το Δήμο Θήρας), είχαμε εντοπίσει γεωχημικές και μικροβιολογικές μεταβολές στο ηφαίστειο, αποκαλύπτοντάς μας ότι στα βαθύτερα στρώματα εξελίσσονταν διεργασίες που επηρέαζαν το ηφαιστειακό σύστημα. Το μικροβιακό οικοσύστημα του Κολούμπου δηλαδή λειτούργησε ως ένας “φυσικός αισθητήρας” των αλλαγών σε βαθύτερα στρώματα.
Ο Κολούμπος είναι ένα ζωντανό, δυναμικό, μικροβιακό περιβάλλον που έχει τη δυνατότητα να μας “μιλά” και για αυτό πρέπει να τον ακούμε. Και αυτό προϋποθέτει συνεχή παρακολούθηση με καινοτόμο τεχνολογικό εξοπλισμό και με τη βοήθεια ωκεανογραφικών σκαφών και αυτόνομων υποβρύχιων συστημάτων. Νέων ωκεανογραφικών σκαφών. Για να είμαστε στην πρώτη γραμμή της θαλάσσιας έρευνας και της υποστήριξης της χώρας μας.
Και η πρόσφατη κρίση στη Σαντορίνη ανέδειξε αυτό ακριβώς: τη σημασία τέτοιων τεχνολογικών υποδομών αλλά και την αναγκαιότητα αυτόνομων ρομποτικών συστημάτων όπως αυτών που θα αναπτυχθούν στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου MERLIN.»