Φώτα LED Orphek που χρησιμοποιούνται για επιστημονική έρευνα
Η χρήση του φωτισμού LED έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια στη βιομηχανία χόμπι αλμυρού νερού, επομένως δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι αυτού του είδους τα φώτα χρησιμοποιούνται τώρα και για επιστημονική έρευνα.
Ονομάζομαι Arjen Tilstra, είμαι μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Groningen (Ολλανδία) με πτυχίο BSc στη Θαλάσσια Βιολογία, Οικολογία & Εξέλιξη. Ερωτεύτηκα τα κοράλλια όταν ήμουν 15 ετών και είδα μια μικρή δεξαμενή αλμυρού νερού στο σπίτι ενός φίλου. Έπρεπε να έχω ένα! Αυτό ήταν πριν από 14 χρόνια. Εν τω μεταξύ είχα τρεις δεξαμενές (μία δεξαμενή νανο), όλες με ανάμεικτα αποτελέσματα. Δυστυχώς αναγκάστηκα να τα παρατήσω πριν από αρκετά χρόνια λόγω του κόστους και των σπουδών μου. Ωστόσο, η εμπειρία μου στη διατήρηση και τη διατήρηση μαλακών και πετρωμένων κοραλλιών είναι χρήσιμη τώρα.
Τον Μάρτιο του 2012 άρχισα να ονειρεύομαι να κάνω το δικό μου ερευνητικό έργο. Συνήθως οι μεταπτυχιακοί φοιτητές εγγράφονται σε υπάρχοντα ερευνητικά έργα που εκτελούνται από φοιτητές διδακτορικού ή/και μεταπτυχιακούς τίτλους. Πρώτα πρώτα… ένας επόπτης. Εκ των υστέρων, αυτό ήταν το πιο εύκολο πράγμα από όλα. Αμέσως ενθουσιάστηκε με την ιδέα. Η ιδέα μου ήρθε όταν έγραφα τη διατριβή μου. Μια εργασία του 2002 του Μπράουν et αϊ. μου τράβηξε την προσοχή. Ένας ύφαλος κοντά στο Πουκέτ στην Ταϊλάνδη γνώρισε ένα συμβάν λεύκανσης. Αλλά αυτό δεν ήταν ένα συνηθισμένο γεγονός λεύκανσης. Είδαν ότι το δυτικό τμήμα του υφάλου υπέφερε λιγότερο από το συμβάν λεύκανσης σε σύγκριση με την ανατολική πλευρά. Το ερώτημα ήταν γιατί! Έλεγξαν αρκετές υποθέσεις και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μόνη γνωστή διαφορά μεταξύ των περιοχών ήταν η ένταση του φωτός. Η δυτική περιοχή παρουσίασε υψηλότερη ένταση φωτός τους μήνες πριν από το συμβάν λεύκανσης. Στόχος μου ήταν να προσομοιώσω παρόμοιες συνθήκες αλλά σε ελεγχόμενο περιβάλλον. Αφού έλεγξα όλες τις εργασίες που ανέφεραν την εργασία, δεν μπόρεσα να βρω ούτε μία εργασία που να έκανε παρόμοια έρευνα. Ένα νέο έργο γεννήθηκε! Επρόκειτο να εκθέσω κοραλλιογενή θραύσματα σε διαφορετικές εντάσεις φωτός και να τα εκθέσω σε έναν τεχνητό καύσωνα.
Πριν συνεχίσω θέλω να τονίσω ότι η λεύκανση δεν είναι αυτό που πιστεύουν οι περισσότεροι ενυδρείοι. Δεν είναι η απώλεια κοραλλιογενούς ιστού που εκθέτει τον λευκό σκελετό από κάτω. Είναι η απώλεια ζωοξανθελλών ή/και (φωτο)χρωστικών. Όταν ένα κοράλλι είναι λευκασμένο, είναι ακόμα ζωντανό, είναι ο λευκός σκελετός που «λάμπει» μέσα από τον ιστό. Εάν οι συνθήκες επανέλθουν στο φυσιολογικό και υπάρχουν ελεύθερες ζωοξανθέλες, το κοράλλι μπορεί να γίνει ξανά βιώσιμο. Αν όχι, το κοράλλι τελικά πεθαίνει.
Ο προϊστάμενός μου μου είπε τα μειονεκτήματα του να κάνω το δικό μου έργο. Έπρεπε να πληρώσω σχεδόν τα πάντα μόνος μου. Φυσικά θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω τις εγκαταστάσεις των πανεπιστημίων και θα μπορούσα να αποζημιωθώ για περίπου το ένα πέμπτο όλων των εξόδων. Την εποχή που ήμουν ενυδρείος έκανα πολλούς φίλους στην κοινότητα και έκανα όνομα στον ολλανδικό ιστότοπο www.zeewaterforum.info. Ένα ολλανδικό φόρουμ όπου όλοι οι χομπίστες έρχονται να κάνουν παρέα και να μοιραστούν πληροφορίες. Επικοινώνησα με τον Jan Harbers (διαχειριστής) και ρώτησα αν μπορούσα να απευθυνθώ στους χορηγούς του φόρουμ για βοήθεια. Κανένα πρόβλημα……και έτσι έγινε. Πλημμύρισαν προσφορές για εξοπλισμό και με εξέπληξε ευχάριστα ο ενθουσιασμός των χορηγών. Ένα βασικό θέμα για αυτό το έργο ήταν φυσικά το φως! Η Tanne Hoff μου τηλεφώνησε με μια ιδέα. Ίσως ο Orphek να ενδιαφερόταν! Μέσω Tanne ήρθα σε επαφή με την Ofir και τον Ολλανδό εισαγωγέα Arie από το AquaCompleet (ένα γνωστό ολλανδικό κατάστημα λιανικής). Ο Ofir ενθουσιάστηκε αμέσως και μου έστειλε γενναιόδωρα δύο λάμπες για να δουλέψω. Δύο 18000 Kelvin DIF100 XP (Εικ. 1).
Ως σύγκριση πρόσθεσα μια εικόνα των δεξαμενών χωρίς λάμπες και γέμισες με νερό βρύσης (Εικ. 2). Η διαφορά είναι εκπληκτική.
Λόγω έλλειψης υποβρύχιων φωτόμετρων, δεν μπόρεσα ακόμα να δημιουργήσω την τέλεια ρύθμιση για το πείραμα. Δεν θα σας ενοχλήσω με ολόκληρη την πειραματική ρύθμιση, αλλά με λίγα λόγια έπρεπε να δημιουργήσω δύο διαφορετικές θεραπείες φωτός για να προσομοιώσω τη Δύση και την Ανατολή όπως στο Brown et αϊ. (2002) χαρτί. Στο μεταξύ προστέθηκαν μερικά ζωντανά ροκ και δοκιμαστικά θραύσματα καθώς και 2 ψάρια και αρκετά ασπόνδυλα. Όλα τα πήγαιναν εξαιρετικά. Ο χρωματισμός των δοκιμαστικών θραυσμάτων ήταν όμορφος (παρόλο που η ομορφιά είναι υποκειμενική). Αλλά το κοραλί χρώμα δεν είναι κάτι που με ενδιαφέρει απαραίτητα. Θα μπορούσα να δημιουργήσω ένα περιβάλλον με ομοιόμορφη διασπορά φωτός με την ποσότητα θραυσμάτων που χρειάζονταν για την έρευνά μου; Δυστυχώς όχι, η διασπορά του φωτός ήταν πολύ μεγάλη. Βλέποντας ότι αυτό θα ήταν επιζήμιο για την έρευνά μου, επικοινώνησα αμέσως με τον Ofir και εξήγησα την κατάσταση. Μετά από μια παρατήρηση στο μάγουλο ότι του κόστισα πολλά χρήματα, μου είπε. κανένα πρόβλημα, σύντομα θα έρθουν νέες λάμπες. Αρκετές εβδομάδες αργότερα ο Άρι πέρασε με δύο νέες λάμπες. Δύο PR-156 (Εικ. 3)!
Τα DIF τα πήρε πίσω ο Άρι. Θα μπορούσε να τους κάνει για ένα διαφορετικό έργο. Μου έκανε μεγάλη εντύπωση τα DIF αλλά τα PR-156 ήταν ακόμα πιο εντυπωσιακά. Μια πολύ διαφορετική λάμπα αφού η περιοχή στην οποία είναι κατανεμημένα τα LED είναι πολύ μικρότερη σε ένα DIF. Οι πρώτες μετρήσεις φάνηκαν ελπιδοφόρες. 40 cm πάνω από τη δεξαμενή, τα θραύσματα δοκιμής έλαβαν 900 μmol m-2 s-1 του φωτός. 70 εκατοστά πάνω από το ρεζερβουάρ πήραν 450 και τελικά τους κρέμασα ένα μέτρο (το υψηλότερο δυνατό στο setup μου) πάνω από το ρεζερβουάρ όπου έλαβαν 300 ?mol m-2 s-1 (Εικ. 4).
Δεδομένου ότι η κατανομή των LED στη λάμπα ήταν μεγαλύτερη, το φως στη δεξαμενή ήταν επίσης πιο ομοιόμορφα διασκορπισμένο. Εξοχος!
Αυτό το έργο επιβλέπεται επίσης από τον διδάκτορα Tim Wijgerde (MSc) και τον Δρ. Ronald Osinga από το Πανεπιστήμιο Wageningen (Ολλανδία). Μαζί με τον Tim κάναμε αρκετές μετρήσεις για να δούμε πώς να τοποθετήσουμε καλύτερα όλα τα θραύσματα και σε συμφωνία με το άρθρο του Sanjay Joshi (PhD) για το Advanced Aquarist, αποφάσισα να διανείμω όλα τα θραύσματα σε οβάλ σχήμα κάτω από τις λάμπες (Εικ. 5).
Η διασπορά είναι πλέον εντός ορίου 10%. Επειδή το φως είναι τόσο δυνατό και το γεγονός ότι δεν μπορούσα να κρεμάσω τα φώτα πιο ψηλά, έπρεπε να βρω έναν διαφορετικό τρόπο για να μειώσει το φως. Χρειαζόμουν 200 ?mol m-2 s-1 και έτσι έφτιαξα ένα πολύ ερασιτεχνικό στήσιμο για να το μειώνω (Εικ. 6). Αλλά λειτουργεί, συλλαμβάνει περίπου το 33% φως και έτσι η ένταση του φωτός είναι στερεά 200±10 ?mol m-2 s-1 για τα frags.
Ενώ πολλοί από τους συναδέλφους μου πρέπει να αντιμετωπίσουν μειώσεις της έντασης φωτός με τις λάμπες (T5) τους, η εμπειρία μου με τα LED είναι κάτι παραπάνω από θετική. Δεν έχω παρατηρήσει καμία μείωση/αλλαγή σε ένταση ή φάσμα. Μακροπρόθεσμα αυτό μπορεί να μας εξοικονομήσει χρήματα γιατί δεν χρειάζεται πλέον να αγοράζουμε ακριβούς λαμπτήρες για οποιαδήποτε πηγή φωτός χρησιμοποιούμε. Επίσης, η θερμότητα που εκπέμπεται από τους λαμπτήρες είναι ελάχιστη και η ποσότητα του φωτός αστρονομική. Μέχρι στιγμής μπορώ να πω ειλικρινά ότι δεν έχω κανένα παράπονο, εκτός από το γεγονός ότι πρέπει να κρέμονται ψηλά γιατί διαφορετικά τα κοράλλια θα πιέζονταν από την υπερβολική έκθεση, αλλά αυτό είναι περισσότερο πρόβλημα πολυτέλειας παρά πραγματικό πρόβλημα.
Είναι πλέον σχεδόν Ιούλιος του 2013 και μετά από περισσότερο από ένα χρόνο προετοιμασίας επιτέλους προκύπτουν τα πρώτα στοιχεία. Αυτό το πείραμα θα διαρκέσει μέχρι τον Σεπτέμβριο και μετά τη δημοσίευσή του σε επιστημονικό περιοδικό θα γράψω κομμάτια για δημοφιλή περιοδικά και ιστοσελίδες. Φτιάχνουμε επίσης εβδομαδιαίες φωτογραφίες 18 τυχαία επιλεγμένων θραυσμάτων για να δούμε την πρόοδό τους. Ένα από αυτά τα θραύσματα μπορεί να φανεί στο Σχ. 7. Πρόκειται για δύο εβδομάδες αλλαγής.
Προς το παρόν, θέλω να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον Orphek και τον Ofir για το ενδιαφέρον και τη συνεισφορά του στην έρευνά μου.