레이저 빛을 이용한 심해 생물 촬영

MBARI 과학자들이 심해에서만 발견되는 기이하고 멋진 생물들의 놀라운 이미지를 포착하고 있습니다.

2022년 3월 11일, Coherent

DeepPIV의 Genesis 레이저로 조명된 점액 집의 거대 라바신 바토코데우스 스티기우스 Copyright Kakani Katija / 몬터레이만 수족관 연구소.

해양 학자들은 심해를 수면의 빛이 닿지 않는 곳이라고 부릅니다. 일반적으로 깊이가 200미터 이상이고 차갑고 어둡고 믿을 수 없을 정도로 압력이 높은 독특하고 신비한 세계입니다.

하지만 거의 알려지지 않은 이 세계는 이상하고 놀라운 생물들로 가득합니다. 신비한 심해 생물들에 대한 과학 탐사도 이제서야 시작되고 있습니다. 과학자들은 심해 생물들의 생김새와 이동 방법, 먹이와 같은 기본적인 질문들의 해답을 찾기 위해 노력하고 있습니다.

믿을 수 없을 정도로 적대적이고 사람이 살기 어려운 심해 환경으로 인해 이러한 질문의 해답을 찾는 것도 상당히 어려운 일입니다. 과학자들은 유명한 타이타닉호 잔해를 볼 수 있는 잠수정과 같이 특별한 소형 잠수정을 이용해서 제한적인 방식으로만 심해에 도달할 수 있습니다. 또는 원격 조종 차량을 이용해서 이러한 생물체를 수집하고 해수면으로 가져올 수 있습니다. 하지만 심해에 적응한 생물체는 조직이 연약한 경우가 많아서 해수면까지 온전한 상태로 가져오는 것이 대부분 불가능한 일입니다.

심해를 비추는 빛

MBARI(몬터레이만 수족관 연구소) 생물영감 실험실의 과학자 및 엔지니어 팀은 이 문제를 해결하기 위해 영리한 해결 방법을 만들어 냈습니다. 이들은 ROV로 소형 이미징 장치를 심해까지 가져갈 수 있는 기계를 개발했습니다. 자랑스럽게도 이 "DeepPIV" 기기의 핵심에 바로 Coherent Red Genesis 레이저가 있습니다.

MBARI의 Joost Daniels는 다음과 같이 말합니다. "심해까지 내려가는 소량의 빛이 청색 또는 녹색이기 적색 레이저 광은 이 작업에 특히 유용합니다. 심해 생물들은 청색 또는 녹색에만 민감하고 적색 광에는 전혀 반응하지 않습니다. 따라서 적색 레이저를 통해 심해 생물들의 행동을 방해하지 않으면서 훌륭한 이미지와 동영상을 얻을 수 있습니다." 그리고 몬터레이만은 해안가에서 몇 마일만 이동하면 매우 깊은 수중 협곡(몬터레이 협곡)이 있기 때문에 이 작업을 수행하기에 지리적으로 매우 적합합니다.

Daniels는 55cm x 30cm의 넓은 공간을 초당 60fps로 밝게 촬영할 수 있을 정도로 출력이 높기 때문에 Genesis 레이저를 선택했다고 말합니다. 또한 부드럽고 둥글고 안정적인 빔을 통해 해당 장치의 보호용 방수 하우징 밖으로 유도하는 강화 광섬유 케이블로 빛을 쉽게 결합할 수 있습니다. 물론 거친 이동 및 흔들림과 해수면과 심해 환경 사이의 온도 변화를 견뎌낼 정도로 강력하고 안정적인 레이저가 필요했습니다. 레이저 고장으로 임무를 취소할 수는 없었습니다.

신비한 생물들과의 만남

해양 생물학자가 아닌 누구라도 DeepPIV로 가져온 아름답고 선명한 이미지와 여기에 담긴 놀라운 생물체들을 보면 놀라움을 금치 못할 것입니다. 이러한 심해 생물들 중 일부는 섬세한 점액 구조를 갖고 있습니다. 이러한 "떠다니는" 점액질은 섭취한 음식을 몸 안에 가둬두고 포식자를 피할 수 있게 도와줍니다. 이 이미지는 약 230미터 심해에서 포착된 전형적인 예시 사진입니다. 하지만 최대 4,000미터까지 견딜 수 있는 DeepPIV에는 거의 문제가 되지 않습니다. 표면 압력은 해수면의 압력보다 400배 이상 더 큽니다.

인간은 고향 행성의 바다보다 행성 외부의 우주를 더 많이 탐험했다고 알려져 있습니다. 실제로 우주는 특히 전자공학 및 이미징 장치 측면에서 심해보다 훨씬 우호적인 공간입니다. 엄청나게 불리한 조건에도 불구하고 Coherent Genesis와 같은 신뢰할 수 있는 레이저는 과학자들이 외계와 같은 심해 환경에 한 줄기 빛을 비출 수 있도록 도와주고 있습니다. 그리고 이러한 탐사는 이곳에 거주하는 생물체들의 활동을 방해하지 않는 방식으로 이뤄지고 있습니다.