कोरल आर्क्स नामक मूर्ड मिडवाटर जियोडेसिक संरचनाएं एक मॉड्यूलर, स्केलेबल और लंबवत समायोज्य अनुसंधान मंच प्रदान करती हैं जिसका उपयोग अपतटीय सहित पहले से निष्क्रिय क्षेत्रों में कोरल रीफ समुदायों के निर्माण, निगरानी और परेशान करने के लिए किया जा सकता है।
कोरल रीफ्स पनपते हैं और अधिकतम पारिस्थितिकी तंत्र सेवाएं प्रदान करते हैं जब वे एक बहु-स्तरीय ट्रॉफिक संरचना का समर्थन करते हैं और अनुकूल पानी की गुणवत्ता की स्थिति में बढ़ते हैं जिसमें उच्च प्रकाश स्तर, तेजी से जल प्रवाह और कम पोषक तत्व शामिल होते हैं। खराब पानी की गुणवत्ता और अन्य मानवजनित तनावों ने हाल के दशकों में प्रवाल मृत्यु दर का कारण बना है, जिससे ट्रॉफिक डाउनग्रेडिंग और कई चट्टानों पर जैविक जटिलता का नुकसान हुआ है। ट्रॉफिक डाउनग्रेडिंग के कारणों को उलटने के समाधान अभी भी अस्पष्ट हैं, क्योंकि चट्टानों को बहाल करने के प्रयास अक्सर उन्हीं कम परिस्थितियों में किए जाते हैं जो पहले स्थान पर प्रवाल मृत्यु दर का कारण बनते थे।
कोरल आर्क, सकारात्मक रूप से उत्प्लावन, मध्य जल संरचनाएं, लंबी अवधि के अनुसंधान प्लेटफार्मों के रूप में उपयोग के लिए स्वस्थ रीफ मेसोकोएसएमएस को इकट्ठा करने के लिए स्थानांतरित और स्वाभाविक रूप से भर्ती कोरल के लिए बेहतर जल गुणवत्ता की स्थिति और सहायक गूढ़ जैव विविधता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं। स्वायत्त रीफ मॉनिटरिंग स्ट्रक्चर (एआरएमएस), निष्क्रिय निपटान उपकरणों का उपयोग कोरल आर्क्स में गूढ़ रीफ जैव विविधता को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है, जिससे प्राकृतिक भर्ती को “बढ़ावा” मिलता है और कोरल स्वास्थ्य में पारिस्थितिक सहायता में योगदान होता है। हमने संरचनाओं की ड्रैग विशेषताओं का मूल्यांकन करने और हाइड्रोडायनामिक बलों के प्रति उनकी प्रतिक्रिया के आधार पर मध्य जल में उनकी दीर्घकालिक स्थिरता का आकलन करने के लिए आर्क के दो डिजाइनों का मॉडलिंग और प्रयोगात्मक परीक्षण किया।
फिर हमने दो कैरेबियन रीफ साइटों पर आर्क संरचनाओं के दो डिजाइन स्थापित किए और समय के साथ आर्क पर्यावरण से जुड़े कई जल गुणवत्ता मैट्रिक्स को मापा। तैनाती और 6 महीने बाद, कोरल आर्क्स ने रीफ फ़ंक्शन के बढ़े हुए मैट्रिक्स प्रदर्शित किए, जिसमें उच्च प्रवाह, प्रकाश और घुलित ऑक्सीजन, स्थानांतरित कोरल का उच्च अस्तित्व, और एक ही गहराई पर पास के समुद्र तल साइटों के सापेक्ष अवसादन और माइक्रोबियलाइजेशन कम हो गया। यह विधि शोधकर्ताओं को रीफ समुदायों के निर्माण के लिए एक अनुकूलनीय, दीर्घकालिक मंच प्रदान करती है जहां स्थानीय जल गुणवत्ता की स्थिति को गहराई और साइट जैसे तैनाती मापदंडों को बदलकर समायोजित किया जा सकता है।
दुनिया भर में, कोरल रीफ पारिस्थितिक तंत्र उच्च-जैव विविधता, प्रवाल-प्रभुत्व वाले बेंटिक समुदायों से कम-विविधता वाले समुदायों में संक्रमण के दौर से गुजर रहे हैं, जो टर्फ– और मांसल मैक्रोएल्गी 1,2,3 के प्रभुत्व में हैं। कोरल रीफ क्षरण के तंत्र को चिह्नित करने में दशकों की प्रगति से पता चला है कि माइक्रोबियल और मैक्रो-ऑर्गेनिज्मल समुदायों के बीच संबंध इन संक्रमणों की गति और गंभीरता को कैसे बढ़ाते हैं। उदाहरण के लिए, मानव आबादी द्वारा चट्टानों की अधिक मछली पकड़ने से एक ट्रॉफिक कैस्केड शुरू होता है जिसमें बिना चरे हुए शैवाल शंट ऊर्जा से अतिरिक्त प्रकाश संश्लेषक रूप से व्युत्पन्न शर्करा रीफ माइक्रोबियल समुदायों में पहुंच जाती है, इस प्रकार रोगजनन को बढ़ावा मिलता है और कोरल गिरावट 4,5,6 होती है। इस ट्रॉफिक डाउनग्रेडिंग को चट्टानों पर जैव विविधता के नुकसान से प्रबलित किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप पानी की गुणवत्तामें गिरावट 7,8 होती है। मेसोकोसम-स्तरीय प्रयोगों का उपयोग जैव विविधता को बढ़ाने और पानी की गुणवत्ता में सुधार करके कोरल रीफ समुदायों के ट्रॉफिक डाउनग्रेडिंग को बेहतर ढंग से समझने और कम करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन तार्किक चुनौतियां इन अध्ययनों को सीटू में लागू करना मुश्किल बनाती हैं।
चट्टानों पर ट्रॉफिक डाउनग्रेडिंग का एक परिणाम गूढ़ जैव विविधता का व्यापक नुकसान है, जिनमें से अधिकांश 7,9 की विशेषता नहीं है। कोरल क्रिप्टिक रीफ जीवों (“क्रिप्टोबायोटा”) के एक विविध सूट पर भरोसा करते हैं जो शिकारी रक्षा10, 11 की सफाई, चराई प्रतिस्पर्धी शैवाल12,13 और रीफ जल रसायन विज्ञान14,15 के विनियमन में अभिन्न भूमिका निभाकर अपने स्वास्थ्य का समर्थन करते हैं। हाल तक और दृश्य सर्वेक्षणों की पद्धतिगत सीमाओं के कारण, रीफ क्रिप्टोबायोटा को रीफ पारिस्थितिकी के संदर्भ में कम प्रतिनिधित्व और खराब तरीके से समझा गया है, और इस प्रकार, उन्हें चट्टानों को बहाल करने या पुनर्निर्माण करने के प्रयासों में शायद ही कभी माना जाता है। पिछले दशक में, उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण दृष्टिकोण के साथ संयुक्त स्वायत्त रीफ मॉनिटरिंग स्ट्रक्चर्स (एआरएमएस) नामक मानकीकृत निपटान इकाइयों के उपयोग ने रीफ क्रिप्टोबायोटा16,17 के बेहतर संग्रह और लक्षण वर्णन को सक्षम किया है। आर्म्स निष्क्रिय रूप से लगभग सभी ज्ञात कोरल रीफ जैव विविधता के प्रतिनिधियों की भर्ती करते हैं और रीफ-स्केल प्रक्रियाओं 9,18,19,20,21,22,23 में गूढ़ जीवों की कई कार्यात्मक भूमिकाओं को प्रकट करने में मदद करते हैं। इसलिए, ये निपटान इकाइयां कोरल के साथ-साथ क्रिप्टिक रीफ बायोटा को स्थानांतरित करने के लिए एक तंत्र प्रदान करती हैं ताकि जैविक रूप से मध्यस्थता तंत्र, जैसे चराई, रक्षा और स्थानीय जल गुणवत्ता में वृद्धि के साथ अधिक बरकरार रीफ समुदायों को इकट्ठा किया जा सके, जो ट्रॉफिक संरचना को बनाए रखने के लिए आवश्यक हैं।
कोरल-प्रभुत्व वाली चट्टानें उच्च-प्रकाश, कम पोषक तत्व और अच्छी तरह से ऑक्सीजन युक्त वातावरण में पनपती हैं। शहरीकरण, कृषि और ओवरफिशिंग जैसी मानव गतिविधियों ने अपवाह24,25 में तलछट, पोषक तत्वों, धातुओं और अन्य यौगिकों को बढ़ाकर और जैव-रासायनिक चक्रण 26 को बदलकर कई प्रवाल भित्तियों पर पानी की गुणवत्ता को कमकर दिया है। बदले में, ये गतिविधियां चट्टान समुदायों को गला घोंटने, ऊर्जा की कमी, अवसादन से जुड़े प्रदूषकों के वितरण27,28 के माध्यम से नीचा दिखाती हैं, कोरल 29 के साथ प्रतिस्पर्धा करने वाले मैक्रोशैवाल की वृद्धि को बढ़ाती हैं, माइक्रोबियल रोगजनकों की बहुतायत में वृद्धि करती हैं 6,30,31, और हाइपोक्सिक क्षेत्रों का निर्माण करती हैं जो गूढ़ अकशेरुकी जीवों को मारते हैं 32,33 . ये और अन्य “स्थानीय प्रभाव” समुद्र की स्थितियों में क्षेत्रीय और वैश्विक परिवर्तनों से जटिल होते हैं, जिसमें बढ़ते तापमान और घटते पीएच शामिल हैं, जिससे कोरल और अन्यरीफ जीवों के लिए स्थितियां और खराब हो जाती हैं। बेंटिक-वाटर इंटरफेस पर, विशेष रूप से, बेन्टिक समुदायों की श्वसन और प्रकाश संश्लेषक गतिशीलता पीएच और घुलित ऑक्सीजन में डाइल उतार-चढ़ाव का कारण बनती है, जो अत्यधिक अवक्रमित भित्तियों पर अधिक स्पष्ट हो जाती है, इस प्रकार ऐसी स्थिति पैदा करती है कि बेन्टिक अकशेरुकी 32,36,37,38 को सहन नहीं कर सकते हैं। . इसलिए, कार्यशील रीफ समुदायों को इकट्ठा करने के लिए उचित जल गुणवत्ता की स्थिति प्रदान करना आवश्यक है, लेकिन यह चुनौतीपूर्ण बना हुआ है क्योंकि चट्टानों की बढ़ती संख्या क्षरण के विभिन्न राज्यों में फंस गई है।
बेंथोस पर कोरल और मूलभूत गूढ़ टैक्सा द्वारा सामना की जाने वाली कई चुनौतियों को मध्य जल में स्थानांतरण के माध्यम से दूर किया जा सकता है, जिसे यहां समुद्र की सतह और समुद्र तल के बीच पानी के स्तंभ सेटिंग के रूप में परिभाषित किया गया है। मध्य जल वातावरण में, पानी की गुणवत्तामें 39,40 का सुधार होता है, अवसादन कम हो जाता है, और समुद्र तल से दूरी बेंटिक चयापचय से जुड़े मापदंडों में उतार-चढ़ाव को कम करती है। अपतटीय रूप से स्थानांतरित करके इन विशेषताओं में और सुधार किया जाता है, जहां भूमि-आधारित मानवजनित प्रभाव, जैसे स्थलीय रूप से व्युत्पन्न अपवाह, तट से दूरी के साथ तेजी से पतला हो जाते हैं। यहां, हम कोरल रीफ आर्क्स के निर्माण, तैनाती और निगरानी के लिए प्रोटोकॉल पेश करते हैं और प्रदान करते हैं, एक दृष्टिकोण जो मध्य जल में बेहतर पानी की गुणवत्ता की स्थिति का लाभ उठाता है और कोरल रीफ समुदायों की असेंबली के लिए लंगर, सकारात्मक रूप से उत्प्लावन संरचनाओं पर गूढ़ जैव विविधता को शामिल करता है।
कोरल रीफ आर्क सिस्टम, या “आर्क्स” में दो प्राथमिक घटक शामिल हैं: (1) बेंथोस के ऊपर ऊंचा एक निलंबित कठोर जियोडेसिक प्लेटफॉर्म और (2) जीव-कवर या “सीडेड” आर्म्स जो पास के बेंटिक क्षेत्रों से रीफ क्रिप्टोबायोटा को स्थानांतरित करते हैं, जिससे अधिक विविध और कार्यात्मक रीफ समुदाय के साथ स्थानांतरित कोरल प्रदान करने के लिए प्राकृतिक भर्ती प्रक्रियाओं को पूरक किया जाता है। ताकत को अधिकतम करने और निर्माण सामग्री (और, इस प्रकार, वजन) को कम करने के साथ-साथ रीफ मैट्रिक्स के अनुरूप एक आंतरिक, अशांत प्रवाह वातावरण बनाने के लिए एक जियोडेसिक संरचना का चयन किया गया था।
आर्क के दो डिजाइन सफलतापूर्वक दो कैरिबियन फील्ड साइटों पर स्थापित किए गए थे और वर्तमान में रीफ समुदाय की स्थापना और पारिस्थितिक उत्तराधिकार में अनुसंधान के लिए उपयोग किया जा रहा है (चित्रा 1)। कोरल आर्क संरचनाओं का उद्देश्य दीर्घकालिक अनुसंधान प्लेटफॉर्म होना है, और इस तरह, इस पांडुलिपि का एक प्राथमिक फोकस मध्य जल वातावरण में उनकी स्थिरता और दीर्घायु को अधिकतम करने के लिए इन संरचनाओं को साइट, स्थापित, मॉनिटर और बनाए रखने के प्रोटोकॉल का वर्णन करना है। मॉडलिंग और इन-वाटर परीक्षण के संयोजन का उपयोग संरचनाओं की ड्रैग विशेषताओं का मूल्यांकन करने और प्रत्याशित हाइड्रोडायनामिक बलों का सामना करने के लिए डिजाइन को समायोजित करने के लिए किया गया था। स्थापना के बाद, सक्रिय स्थानांतरण (कोरल और बीजित आर्म्स इकाइयों) और प्राकृतिक भर्ती के संयोजन के माध्यम से एक ही गहराई पर आर्क और आस-पास के बेंटिक नियंत्रण स्थलों पर रीफ समुदायों की स्थापना की गई। पानी की गुणवत्ता की स्थिति, माइक्रोबियल सामुदायिक गतिशीलता, और आर्क पर प्रवाल अस्तित्व को प्रारंभिक उत्तराधिकार अवधि के दौरान कई समय बिंदुओं पर प्रलेखित किया गया था और बेंटिक नियंत्रण साइटों के खिलाफ तुलना की गई थी। आज तक, मिडवाटर कोरल आर्क्स पर्यावरण से जुड़ी स्थितियां कोरल और उनके संबंधित गूढ़ संघ के लिए एक ही गहराई पर पड़ोसी बेंटिक नियंत्रण स्थलों के सापेक्ष लगातार अधिक अनुकूल रही हैं। नीचे दिए गए तरीके कोरल आर्क्स दृष्टिकोण को दोहराने के लिए आवश्यक चरणों का वर्णन करते हैं, जिसमें साइटों का चयन कैसे करें और कोरल आर्क संरचनाओं को डिजाइन और तैनात करें। कोरल आर्क की निगरानी के लिए सुझाए गए दृष्टिकोण पूरक फ़ाइल 1 में शामिल हैं।
ऊपर प्रस्तुत प्रतिनिधि परिणामों से पता चलता है कि कोरल आर्क स्थिर, स्वस्थाने अनुसंधान प्लेटफार्मों पर रीफ समुदायों को इकट्ठा करने के लिए एक निवास स्थान और बेहतर जल गुणवत्ता की स्थिति प्रदान करते हैं। एक ही गहराई पर आर्क और सीफ्लोर नियंत्रण साइटों ने लगातार अलग-अलग जल गुणवत्ता प्रोफाइल प्रदर्शित किए। उच्च औसत वर्तमान गति और तट से आगे की दूरी ने आर्क साइटों (चित्रा 6 बी) पर मध्य जल वातावरण में अवसादन और मैलापन को कम कर दिया, संभवतः आर्क्स पर कम मापा घुलित कार्बनिक कार्बन सांद्रता में योगदान दिया (चित्रा 6 एफ)। इसके अलावा, पानी की स्पष्टता में इन सुधारों के परिणामस्वरूप नियंत्रण स्थलों के सापेक्ष आर्क पर दिन के प्रकाश तीव्रता में वृद्धि हुई (चित्रा 6 ए)। घुलित ऑक्सीजन में कम डाइल उतार-चढ़ाव बेंथोस की तुलना में आर्क पर कोरल के लिए बेहतर ऑक्सीजन उपलब्धता का संकेत देता है, खासकर रात में (चित्रा 6 जी)। ये मैट्रिक्स सभी पिछले काम में कोरल उत्तरजीविता42, विकास43,44,45, और तनाव46,47 से वसूली में सुधार के साथ जुड़े हुए हैं और बेंटिक नियंत्रण साइटों की तुलना में आर्क में स्थानांतरित कोरल के जीवित रहने के परिणामों में वृद्धि से जुड़े हो सकते हैं (चित्रा 8)। ). तथ्य यह है कि बायोफॉलिंग के माध्यम से पर्याप्त बायोमास के संचय के बाद भी ये स्थितियां बनी रहती हैं, यह इंगित करता है कि प्राकृतिक भर्ती प्रक्रियाएं मध्य जल वातावरण की बेहतर जल गुणवत्ता विशेषताओं को कम नहीं करती हैं। आर्क्स को बेंटिक नियंत्रण स्थलों से 3 किमी दूर तैनात किया गया था और संभवतः स्थलीय रूप से व्युत्पन्न तलछट, पोषक तत्वों और संभवतः मछली पकड़ने के दबाव के इनपुट में कमी से लाभान्वित हुए थे जो निकटवर्ती साइटों को चुनौती देते हैं। स्वच्छ पानी और कम मानव प्रभाव वाले क्षेत्रों (जैसे अपतटीय) में आर्क ्स को बैठाना मेसोकॉस्म-स्तर के प्रयोगों के लिए रीफ जैव विविधता का प्रचार करने के लिए भारी प्रभावित तटीय क्षेत्रों की तुलना में बेहतर सेटिंग प्रदान कर सकता है।
प्रारंभिक निष्कर्षों ने यह भी सुझाव दिया कि मिडवाटर आर्क्स ने कम माइक्रोबियलाइजेशन का अनुभव किया, एक केंद्रीय रीफ प्रक्रिया जो बेंटिक रीफआवास4,48 के क्षरण से जुड़ी है। उच्च पोषक तत्व इनपुट और ओवरफिशिंग को रीफ-वाइड ट्रॉफिक फीडबैक लूप के चालकों के रूप में पहचाना गया है जिसमें ऊर्जावान रूप से अस्थिर माइक्रोबियल समुदायों का प्रसार होता है, जिसके परिणामस्वरूप चयापचय रूप से उपलब्ध ऑक्सीजन का श्वसन ड्रॉडाउन होता है और बेंथोस 6,49,50,51 पर कोरल रोगजनकों की घटनाओं में वृद्धि होती है। . माइक्रोबियल रीफ्स पर मुक्त वायरस की कम बहुतायत, जो माइक्रोबियल समुदाय के विकास पर प्राथमिक लिटिक नियंत्रण के रूप में काम करती है, ट्रॉफिक संरचना में टूटने का संकेत देती है जो आगे माइक्रोबियल विस्तारका पक्ष लेती है। आर्क पर पानी के स्तंभ से जुड़े रोगाणु समुद्र तल साइटों की तुलना में कम प्रचुर मात्रा में (चित्रा 7 बी) और शारीरिक रूप से छोटे (चित्रा 7 डी) थे। आर्क्स ने उच्च वायरस-टू-माइक्रोब अनुपात (चित्रा 7 ए), मुक्त वायरस की बहुतायत (चित्रा 7 सी), और घुलित ऑक्सीजन उपलब्धता भी प्रदर्शित की, विशेष रूप से रात में (चित्रा 6 जी)। एक साथ लिया गया, इन निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि मध्य जल वातावरण ने समुद्र तल साइटों के सापेक्ष माइक्रोबियलाइजेशन के लिए कम क्षमता प्रदर्शित की। आर्क, मेसोकोएसएमएस के रूप में, जिस पर पर्यावरणीय स्थितियों को पानी के स्तंभ में ऊर्ध्वाधर समायोजन द्वारा बदला जा सकता है, रीफ क्षरण के माइक्रोबियल और आणविक तंत्र को कम करने और आगे तलाशने का अवसर प्रदान करता है।
यहां प्रस्तुत कोरल आर्क्स के डिजाइन के लिए दो अलग-अलग आवृत्तियों के जियोडेसिक क्षेत्रों का चयन किया गया था (चित्रा 1)। जियोडेसिक आवृत्ति (1वी, 2वी, 3वी) एक जियोडेसिक गोले में दोहराए जाने वाले उप-तत्वों की संख्या को इंगित करता है, जिसमें त्रिकोणीय उप-तत्वों की उच्च संख्या के अनुरूप उच्च आवृत्तियों होती हैं। संरचनात्मक परिप्रेक्ष्य से, जियोडेसिक पॉलीहेड्रा पूरे संरचना में यांत्रिक तनाव वितरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप उनके आकार53,54 के लिए एक उच्च जन्मजात शक्ति होती है। ये विशेषताएं उच्च स्थायित्व और दीर्घायु प्रदान करती हैं लेकिन उच्च हाइड्रोडायनामिक ड्रैग की कीमत पर आती हैं, जिसके परिणामस्वरूप मूरिंग सिस्टम पर उच्च लोडिंग हो सकती है। एक आवास परिप्रेक्ष्य से, एक आर्क सिस्टम द्वारा उत्पन्न ड्रैग संरचना के भीतर गति के प्रसार का एक संकेतक का प्रतिनिधित्व करता है और इस प्रकार, जिस डिग्री तक आंतरिक परिवेश प्रवाह कम हो जाता है। मॉडलिंग और प्रयोगात्मक रूप से मान्य परिणाम संरचनाओं के अंदर अशांत प्रवाह की पीढ़ी के कारण आसपास के प्रवाह क्षेत्र के सापेक्ष “शेल” आर्क के अंदर प्रवाह की गति में 40% -70% की कमी का संकेत देते हैं (पूरक फ़ाइल 1 का खंड 6 देखें)। जबकि आंतरिक प्रवाह में कमी का इष्टतम स्तर स्पष्ट नहीं है (और जियोडेसिक आवृत्ति के साथ भिन्न होता है), संरचना के भीतर कम प्रवाह के क्षेत्रआला आवास 55,56 बनाने, पोषक तत्वों को पुन: खनिज बनाने57,58, और लार्वा 59,60 के प्रतिधारण और निपटान को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण हैं। . सामान्य तौर पर, बड़ी और उच्च आवृत्ति जियोडेसिक संरचनाओं, विशेष रूप से अधिक उजागर स्थापना स्थलों पर, उच्च होल्डिंग पावर और संरचनात्मक डिजाइन में शामिल अधिक अतिरेक के साथ एंकरिंग सिस्टम की आवश्यकता होती है।
“शेल” आर्क मूरिंग सिस्टम पर तनाव के ड्रैग घटक के क्षेत्र-आधारित माप के परिणाम मॉडलिंग और प्रयोगात्मक टोइंग अनुमानों (चित्रा 4) से उत्पन्न उन परिणामों से निकटता से मेल खाते थे और अपेक्षित डिजाइन सीमाओं के भीतर अच्छी तरह से थे। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि हाइड्रोडायनामिक मॉडल की धारणाएं मान्य हैं और मॉडल पृष्ठभूमि वर्तमान सीमाओं पर ड्रैग फोर्स की भविष्यवाणी कर सकता है। हालांकि, जबकि मॉडलिंग और प्रयोगात्मक डेटा में विचलन छोटे थे, परीक्षण अवधि के दौरान प्रवाह की सीमा, जो साइट पर परिवेश, गैर-तूफान प्रवाह गति के विशिष्ट थे, ने पूर्ण मॉडलिंग स्पेक्ट्रम पर कठोर सत्यापन को सक्षम नहीं किया। कोरल आर्क्स सिस्टम की डिजाइन आवश्यकताओं की भविष्यवाणी करने में, मॉडलिंग प्रयासों को संरचनाओं और मूरिंग सिस्टम को डिजाइन करने के लिए नियोजित तैनाती स्थलों पर तूफान आवृत्ति और जोखिम पर जानकारी के साथ जोड़ा जाना चाहिए जो प्रत्याशित हाइड्रोडायनामिक बलों से बच सकते हैं। यहां प्रस्तुत मॉडलिंग कार्य का उपयोग मूरिंग और एंकरिंग सिस्टम पर ड्रैग गुणांक और अधिकतम अपेक्षित बल प्रदान करके न्यूनतम इनपुट (तैनाती साइट पर वांछित आर्क आकार, आवृत्ति और औसत वर्तमान गति) के साथ अन्य साइटों पर आर्क सिस्टम को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है।
आर्क और आर्म्स सिस्टम मॉड्यूलर हैं और यहां वर्णित लोगों की तुलना में विभिन्न पैमानों पर और वैकल्पिक सामग्रियों के साथ बनाया जा सकता है। यद्यपि उनकी अंतिम दीर्घायु अभी तक निर्धारित नहीं की गई है, कोरल आर्क्स को लगभग 10 साल के जीवन चक्र के लिए डिज़ाइन किया गया था। आर्क्स और आर्म्स की भौतिक संरचना संरचनाओं की दीर्घायु, सिस्टम के वजन को प्रभावित करती है, और इसलिए, वजन को ऑफसेट करने के लिए आवश्यक उछाल और शुरुआती फाउलिंग समुदायों की प्रतिक्रिया को प्रभावित कर सकती है (पूरक फ़ाइल 1-चित्रा एस 7)। उदाहरण के लिए, चूना पत्थर एआरएमएस पर जैविक उपनिवेशीकरण के लिए एक अधिक प्राकृतिक सब्सट्रेट प्रदान करता है और अधिकांश कार्बोनेट रीफ द्वीपों पर आसानी से और सस्ते में सोर्स किया जाता है, लेकिन यह पीवीसी और फाइबरग्लास जैसी अन्य सामग्रियों की तुलना में अधिक नाजुक और भारी है। इन कारकों को आर्म्स, आर्क्स और मूरिंग सिस्टम को डिजाइन करने के लिए साइट-विशिष्ट विशेषताओं के खिलाफ माना जाना चाहिए जो वांछित परियोजना परिणामों को सर्वोत्तम रूप से संबोधित करते हैं।
कोरल आर्क्स के लिए तैनाती स्थलों को भी इच्छित परियोजना लक्ष्यों (यानी, अनुसंधान, शमन या बहाली) के आधार पर चुना जाना चाहिए। साइट चयन के लिए विचार करने वाले कारकों में सामग्री तक पहुंच, रीफ स्थिति या स्थिति, सामुदायिक निवेश / भागीदारी, संसाधन सीमा, संस्थागत समर्थन और परमिट आवश्यकताएं शामिल हैं। कोरल आर्क उन साइटों पर विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के अवसर प्रदान कर सकते हैं जिनमें (1) जीवित प्रवाल भित्तियां होती हैं जो अपेक्षाकृत खराब स्थिति में हैं और कोरल भर्ती, कोरल कवर, तटीय संरक्षण या मानव खाद्य संसाधनों को बढ़ाने के लिए बहाली गतिविधियों से लाभान्वित होंगी; (2) कोरल के स्थानांतरण को किसी अन्य स्थान पर स्थानांतरित करने की आवश्यकता है, जो हो सकता है, उदाहरण के लिए, जब हटाने के लिए निर्धारित मलबे की वस्तुओं से जीवित कोरल को स्थानांतरित करने के लिए कानूनी आवश्यकताएं होती हैं (इन साइटों पर, कोरल आर्क्स का उपयोग मौजूदा बहाली और स्थानांतरण परिणामों में सुधार के प्रयासों के सहयोग से या समर्थन में किया जा सकता है); (3) स्थानीय प्रयासों की सफलता में सुधार के लिए कोरल आर्क्स का उपयोग करके नवीन संरक्षण और बहाली प्रौद्योगिकियों में अनुसंधान की आवश्यकता; या (4) पर्याप्त रूप से अलग स्थानीय स्थितियां हैं (यानी, मानवजनित प्रभाव का विभिन्न परिमाण), जिसका अर्थ है कि मानकीकृत मेसोकोएसएमएस रीफ प्रक्रियाओं और हस्तक्षेपों के बारे में सार्थक तुलना कर सकते हैं। कोरल आर्क्स पारिस्थितिकी तंत्र के पहलुओं जैसे जैविक विकास, विविधता और जल रसायन विज्ञान की निगरानी के लिए विशिष्ट दृष्टिकोण परियोजना लक्ष्यों और साइट-विशिष्ट चर के आधार पर परियोजनाओं के बीच भिन्न होंगे। आज तक आयोजित कोरल आर्क्स की वैज्ञानिक निगरानी के लिए एक प्रतिनिधि रूपरेखा पूरक फ़ाइल 1 की धारा 5 में प्रदान की गई है।
कोरल आर्क संरचनाओं का डिजाइन लगभग किसी भी प्रजाति, आकार और उम्र के कोरल को समायोजित कर सकता है और एक परेशान रीफ बेंथोस पर उन लोगों के सापेक्ष बेहतर स्थिति प्रदान करनी चाहिए। किसी दिए गए सिस्टम पर देखी गई वृद्धि और कैल्सीफिकेशन दरों के आधार पर, जैविक विकास की भरपाई करने और डूबने के जोखिम को कम करने के लिए आर्क संरचनाओं में सकारात्मक उछाल की आवश्यकता हो सकती है। सकारात्मक रूप से उत्प्लावन मध्यजल संरचनाओं को तनाव / संपीड़न लोड सेल, या तनाव गेज का उपयोग करके तौला जा सकता है, यह निर्धारित करने के लिए कि समुदाय का इन-वाटर वजन बढ़ रहा है (चित्रा 5)। लोड सेल का उपयोग करके आवधिक या दीर्घकालिक माप समुदाय-स्तरीय विकास / कैल्सीफिकेशन के मीट्रिक उत्पन्न करने के लिए अन्य बेहतर-रिज़ॉल्यूशन कोरल ग्रोथ मैट्रिक्स को पूरक कर सकते हैं और यह निर्धारित करने के लिए नियमित रखरखाव कार्य के रूप में शामिल किए गए हैं कि क्या सिस्टम में समय के साथ इस जैविक विकास की भरपाई के लिए पर्याप्त सकारात्मक उछाल है। इस मामले में कि एक स्थापित आर्क की अब निगरानी या रखरखाव नहीं किया जा सकता है, इसे स्थानांतरित किया जा सकता है और / या उछाल को हटाया जा सकता है ताकि जहाज को बेंथोस से मजबूती से जोड़ा जा सके।
यहां वर्णित विधियां शोधकर्ताओं को मिडवाटर रीफ समुदायों को इकट्ठा करने के लिए एक बहुमुखी टूलकिट प्रदान करती हैं जिन्हें बेहतर पानी की गुणवत्ता वाले स्थानों पर रखा जा सकता है। आर्क संरचनाओं की गहराई या स्थान को बदलकर, पानी की गुणवत्ता के मापदंडों में परिवर्तन को प्रयोगात्मक रूप से रीफ समुदाय संरचना और उत्तराधिकार प्रक्षेपपथ में परिवर्तन से जोड़ा जा सकता है। यह डिजाइन सुविधा शोधकर्ताओं को कोरल रीफ मेसोकोएसएमएस को इकट्ठा करने और अध्ययन करने के लिए मध्य जल वातावरण में प्रचुर मात्रा में और अप्रयुक्त स्थान का फायदा उठाने की अनुमति देती है। गूढ़ जैव विविधता को स्थानांतरित करने और मोबाइल चराई अकशेरुकी जीवों की प्राकृतिक भर्ती को “बढ़ावा” देने के लिए बीजित आर्म्स का उपयोग अल्गल बायोफॉलिंग को कम करने के लिए एक कार्यात्मक समाधान प्रदान करता है और इस प्रकार, कोरल के लिए बेंटिक प्रतिस्पर्धा। इस प्रणाली के घटकों के रूप में स्थापित और मानकीकृत नमूना संरचनाओं का उपयोग करना आर्क पर गूढ़ समुदायों की दीर्घकालिक निगरानी को सक्षम करके और वैश्विक जैव विविधता जनगणना उपकरण के रूप में एआरएमएस का उपयोग करके उत्पन्न डेटासेट की तुलना करके अतिरिक्त मूल्य प्रदान करता है।
कोरल आर्क कोरल और अकशेरुकी बायोमास के प्रचार के लिए एक अधिक समग्र, एकीकृत और स्व-विनियमन मंच के रूप में काम कर सकते हैं, जिन्हें तब पास के अवक्रमित भित्तियों में लगाया जा सकता है और कोरल को बेहतर जल गुणवत्ता की स्थिति में बढ़ने और प्रजनन करने के लिए एक सुरक्षित आश्रय प्रदान कर सकता है। जैसा कि वर्तमान में प्यूर्टो रिको में प्रदर्शित किया जा रहा है, आर्क मलबे की वस्तुओं या अवक्रमित क्षेत्रों से कोरल और रीफ जैव विविधता के स्थानांतरण से जुड़ी शमन परियोजनाओं के लिए बेहतर उत्तरजीविता परिणाम दे सकता है। मछली की आबादी के लिए आवासों को बदलने, नवीन संरक्षण रणनीतियों का परीक्षण करने और देशी रीफ जैव विविधता को संरक्षित करने के लिए एक विधि के रूप में आर्क की दीर्घकालिक परियोजनाओं में प्रासंगिकता है। इस प्रक्रिया में, आर्क रीफ असेंबली और पारिस्थितिक उत्तराधिकार के सीटू अध्ययन करने के लिए बहुमुखी उपकरण प्रदान करते हैं और रीफ कनेक्टिविटी में नई अंतर्दृष्टि उत्पन्न कर सकते हैं।
The authors have nothing to disclose.
हम इस परियोजना के लिए संसाधन, समर्थन और अंतर्दृष्टि प्रदान करने के लिए कुराकाओ में मार्क वर्मेज, क्रिस्टन मार्हेवर और कारमाबीआई रिसर्च फाउंडेशन को धन्यवाद देते हैं। हम वीइक्स में कोरल आर्क्स को स्थापित करने, बनाए रखने और निगरानी करने में उनके पर्याप्त तार्किक और तकनीकी समर्थन के लिए एनएवीएफएसी अटलांटिक वीक्स बहाली कार्यक्रम और जैकब्स इंजीनियरिंग टीम को धन्यवाद देते हैं। हम माइक अंघेरा, टोनी लुक, सिंथिया सिल्वेरा, नताशा वरोना, आंद्रेस सांचेज-क्विंटो, लार्स टेर हॉर्स्ट और बेन डार्बी के भी क्षेत्र में उनकी मदद और रचनात्मक इनपुट के लिए आभारी हैं। इस शोध को गॉर्डन और बेट्टी मूर फाउंडेशन एक्वाटिक सिम्बायोसिस अन्वेषक पुरस्कार द्वारा एफएलआर और रक्षा पर्यावरण सुरक्षा प्रौद्योगिकी प्रमाणन कार्यक्रम विभाग (आरसी 20-5175) द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
PVC ARMS | |||
316 Stainless Steel Hex Head Bolt, Partially Threaded, 8" length, 1/4"-20 Thread Size | McMaster Carr | 92186A569 | Bolts for PVC ARMS assembly Per unit: 4x |
316 Stainless Steel Hex Nut, Super-Corrosion-Resistant, 1/4"-20 Thread Size | McMaster Carr | 94805A029 | Nuts for PVC ARMS assembly Per unit: 8x |
316 Stainless Steel Nylon-Insert Locknut, Super-Corrosion-Resistant, 1/4"-20 Thread Size | McMaster Carr | 90715A125 | Locknuts for PVC ARMS assembly Per unit: 4x |
316 Stainless Steel Washer for 1/4" Screw Size, 0.281" ID, 0.625" OD | McMaster Carr | 90107A029 | Washers for PVC ARMS assembly Per unit: 8x |
Nylon Unthreaded Spacers – 1/2" Long, 1/2" OD, Black | McMaster Carr | 90176A159 | Nylon spacers for PVC ARMS assembly Per unit: 20x |
PVC Sheet Type 1, 0.25" Thick, Gray | McMaster Carr | 8747K215 | PVC for ARMS stacking plates. See Supplemental File 1-Figure SI 4. Per unit: 9x Refers to drawing: Yes |
PVC Sheet Type 1, 0.5" Thick, Gray | McMaster Carr | 8747K217 | PVC for ARMS baseplates. See Supplemental File 1-Figure SI 1. Per unit: 1x Refers to drawing: Yes |
PVC Sheet Type 1, 0.5" Thick, Gray | McMaster Carr | 8747K217 | PVC for ARMS long cross spacers. See Supplemental File 1-Figure SI 2. Per unit: 4x Refers to drawing: Yes |
PVC Sheet Type 1, 0.5" Thick, Gray | McMaster Carr | 8747K217 | PVC for ARMS short cross spacers. See Supplemental File 1-Figure SI 3. Per unit: 8x Refers to drawing: Yes |
Ratcheting Combination Wrench, 7/16" | McMaster Carr | 5163A15 | Wrenches to secure PVC ARMS hardware Per unit: 2x |
Rebar, 3-ft Lengths, 1/2" Thick | McMaster Carr | 7480N115 | Rebar stakes to secure PVC ARMS to benthos. Mallet required. Per unit: 4x |
Sequentially Numbered Metal Tags | McMaster Carr | 2208N349 | Numbered tags for ARMS ID Per unit: 1x |
Limestone ARMS | |||
DeWalt Wet Tile Saw | Home Depot | D24000S | Cut limestone tile into stackable pieces Per unit: 1x |
Lift Bag, 50 lb Capacity | Amazon | B07GCNGRDR | Lift bag for transport of Limestone ARMS to benthos Per unit: 1x |
Milk Crate, Heavy Duty, 13" x 19" x 11" | Amazon | B06XGBDJMD | Crate for transport of Limestone ARMS to benthos Per unit: 1x |
Natural Limestone or Travertine Tile (Unfilled) – 12" x 12" | Bedrosians Tile & Stone | TRVSIENA1212T | Base material for Limestone ARMS layers and stacking pieces. See Supplemental File 1-Figure SI 7 and Figure SI 8. Per unit: 10x Refers to drawing: Yes |
PC-11 Epoxy Adhesive Paste, Two-Part Marine Grade | Amazon | B008DZ1864 | Two-part epoxy for Limestone ARMS assembly |
Shell Ark | |||
Downline: 1" Nylon, 6' length thimble-to-thimble with stainless sailmaker thimble at top, heavy duty galvanized thimble at bottom | West Marine | Custom | Nylon mooring line for attaching Ark mooring bridle to anchor system. Per unit: 1 |
Main structure: 105-B Epoxy | West Marine (made by West System) | 318352 | Epoxy to seal foam in struts. |
Main structure: 205-B Hardener | West Marine (made by West System) | 318378 | Epoxy to seal foam in struts. |
Mooring bridle: 3-1/8" X 2" small diamond base padeye with 7/8" bail | West Marine (Made by Harken) | 130560 | Padeyes for attaching mooring system to Ark base. Per unit: 5 |
Main structure: 3/4" H-80 Divinycell Closed-Cell Foam, Plain Sheet 48" x 96" | Fiberglass Supply | L18-1110 | Buoyant foam for struts. Cut foam into 1.5" wide strips, 15.5" long for S1 struts and 19" long for S2 struts, add to struts. Per unit: 120 |
Downline: 3/4" Stainless Masterlink | Lift-It (Made by Suncor) | S0652-0020 | Masterlink, connects top of swivel to lower portion of 5-point mooring bridle. Per unit: 1 |
Mooring bridle: 3/8" Stainless Long D Shackles with Captive Self-Locking Pin | West Marine (Made by Wichard) | 116293 | High-strength shackles to connect pad eyes to mooring system. Per unit: 5 |
Main structure: 316 SS, Pan Head Phillips Screw, 1/4-20, 3" Long | McMaster Carr | 91735A385 | Bolts to attach hull anodes to stainless struts Per unit: 2 |
ARMS attachments: 316 Stainless Steel Nylon-Insert Locknut, Super-Corrosion-Resistant, 1/2"-13 Thread Size | McMaster | 90715A165 | Locknuts for attaching ARMS to ARMS mounting baseplates (8 per unit) Per unit: 80 |
ARMS Baseplates: 316 Stainless Steel Nylon-Insert Locknut, Super-Corrosion-Resistant, 1/4"-20 Thread Size | McMaster | 90715A125 | Locknuts for ARMS mounting baseplates (struts and Stars) Per unit: 600 |
Coral plate baseplates: 316 Stainless Steel Nylon-Insert Locknut, Super-Corrosion-Resistant, 1/4"-20 Thread Size | McMaster | 90715A125 | Locknuts for attaching coral plate baseplates to struts Per unit: 600 |
Coral plate attach: 316 Stainless Steel Nylon-Insert Locknut, Super-Corrosion-Resistant, 1/4"-20 Thread Size | McMaster | 90715A125 | Locknuts to attach coral plates to baseplates Per unit: 80 |
Mooring bridle: 316 Stainless Steel Nylon-Insert Locknut, Super-Corrosion-Resistant, 1/4"-20 Thread Size | McMaster | 90715A125 | Padeye locknuts for attaching pad eyes to struts. Per unit: 20 |
Main structure: 316 Stainless Steel Nylon-Insert Locknut, Super-Corrosion-Resistant, 10-32 Thread Size | McMaster | 90715A115 | Locknuts for star-strut connections Per unit: 475 |
Main structure: 316 Stainless Steel Pan Head Phillips Screw, 10-32 Thread, 2-1/2" Long | McMaster | 91735A368 | Bolts for star-strut connections Per unit: 475 |
Mooring bridle: 316 Stainless Steel Phillips Flat Head Screws, 1/4"-20 Thread Size, 2-3/4" Long | McMaster | 91500A341 | Padeye bolts for attaching pad eyes to struts. Per unit: 15 |
ARMS Baseplates: 316 Stainless Steel Phillips Flat Head Screws, 1/4"-20 Thread Size, 3" Long | McMaster | 91500A554 | Bolts for attaching ARMS mounting baseplates to Stars Per unit: 475 |
Mooring bridle: 316 Stainless Steel Phillips Flat Head Screws, 1/4"-20 Thread Size, 3" Long | McMaster | 91500A554 | Padeye bolts for attaching pad eyes through struts & Stars. Per unit: 5 |
Mooring bridle: 316 Stainless Steel Screw-Pin Shackle – for Lifting, 1/2" Thick | McMaster | 3583T15 | Shackles to connect lower bridle thimbles to small links on Masterlink. Per unit: 5 |
ARMS attachments: 316 Stainless Steel Split Lock Washer for 1/2" Screw Size, 0.512" ID, 0.869" OD | McMaster | 92147A033 | Lock washers for attaching ARMS to ARMS mounting baseplates (4 per unit) Per unit: 40 |
ARMS attachments: 316 Stainless Steel Washer for 1/2" Screw Size, 0.531" ID, 1.25" OD | McMaster | 90107A033 | Backing washers for attaching ARMS to ARMS mounting baseplates (4 per unit) Per unit: 40 |
ARMS Baseplates: 316 Stainless Steel Washer for 1/4" Screw Size, 0.281" ID, 0.625" OD | McMaster | 90107A029 | Washers for attaching ARMS mounting baseplates to struts Per unit: 40 |
Coral plate baseplates: 316 Stainless Steel Washer for 1/4" Screw Size, 0.281" ID, 0.625" OD | McMaster | 90107A029 | Washers for attaching coral plate baseplates to struts Per unit: 40 |
Coral plate attach: 316 Stainless Steel Washer for 1/4" Screw Size, 0.281" ID, 0.625" OD | McMaster | 90107A029 | Washers to attach coral plates to baseplates Per unit: 160 |
Main structure: 316 Stainless Steel Washer for Number 10 Screw Size, 0.203" ID, 0.438" OD | McMaster | 90107A011 | Washers for star-strut connections Per unit: 475 |
Buoyancy: 316 Stainless Steel Washer, 1" Screw Size, 2" OD | McMaster | 90107A038 | Large washers for central rod (2 per float) Per unit: 22 |
ARMS attachments: 316 Stainless Steel Washer, Oversized, 1/2" Screw, 1.5" OD, 0.052"- 0.072" Thickness | McMaster | 91525A145 | Oversized washers for attaching ARMS to ARMS mounting baseplates (4 per unit) Per unit: 40 |
Coral plates: 3M Marine Adhesive Sealant – Fast Cure 5200 | McMaster | 67015A44 | Adhesive to glue limestone tiles to PVC coral baseplates. Drill out corners with masonry bit. |
Buoyancy: 3M Marine Adhesive Sealant – Fast Cure 5200 | McMaster | 67015A44 | Adhesive for securing fiberglass threaded rods into trawl floats Per unit: 2 |
Mooring bridle: 5/8" Dyneema with Stainless Sailmakers Thimbles at Top and Bottom | West Marine | Custom | 5-leg mooring bridle for attaching Ark to downline. Per unit: 5 |
Downline: Clevis-to-Clevis Swivel – Not for Lifting, 316 Stainless Steel, 6-7/32" Long | McMaster | 37405T29 | Swivel, bottom connects to top of downline, top connects to large link in Masterlink. Per unit: 1 |
Buoyancy: Fiberglass Hex Nut, 1"-8 Thread Size | McMaster | 91395A038 | Fiberglass hex nuts for securing fiberglass threaded rods into trawl floats Per unit: 30 |
Buoyancy: Fiberglass Threaded Rod, 1"-8 Thread Size, 8 Feet Long | McMaster | 91315A238 | Fiberglass threaded rod to attach float to Ark. See Supplemental File 1-Figure SI 16. Per unit: 10 Refers to drawing: Yes |
Anchor system: Galvanized Alloy Steel Shackle with Screw Pin – for Lifting, 1/2" Thick | McMaster | 3663T42 | Middle shackle from chain to pear link. Per unit: 3 |
Anchor system: Galvanized Alloy Steel Shackle with Screw Pin – for Lifting, 3/4" Thick | McMaster | 3663T44 | Upper large shackle to connect pear link to lower downline thimble. Per unit: 1 |
Anchor system: Galvanized Alloy Steel Shackle with Screw Pin – for Lifting, 3/4" Thick | McMaster | 3663T44 | Anchor shackle. Per unit: 3 |
Anchor system: Galvanized Alloy Steel Shackle with Screw Pin – for Lifting, 3/8" Thick | McMaster | 3663T51 | Shackle to connect chain to upper middle shackle. Per unit: 3 |
Anchor system: Galvanized Alloy Steel Shackle with Screw Pin – for Lifting, 3/8" Thick | McMaster | 3663T51 | Lower small shackle to connect chain and anchor shackle. Per unit: 3 |
Install & Tools: HARKEN–57mm Carbo Air® Triple Block | West Marine | 200076 | Top of block and tackle Per unit: 1 |
Install & Tools: HARKEN–57mm Carbo Air® Triple Block with Becket and Cam | West Marine | 1171644 | Base of block and tackle Per unit: 1 |
ARMS Baseplates: Heat-Shrink Tubing, 0.50" ID Before Shrinking | McMaster | 7856K47 | Heatshrink for non-slip. Cut into 1.5" lengths, slide over a SS u-bolt bracket and use heat gun to tighten onto bracket. Per unit: 20 |
Coral plate baseplates: Heat-Shrink Tubing, 0.50" ID Before Shrinking | McMaster | 7856K47 | Heatshrink for non-slip. Cut into 1.5" lengths, slide over a SS u-bolt bracket and use heat gun to tighten onto bracket. Per unit: 40 |
Buoyancy: Heatshrink for covering threaded rods before mounting in floats, 14" sections | McMaster | 7856K66 | Heatshrink for non-slip. Cut into 14" lengths. Slide onto fiberglass rods with 1" exposed on one end and 2-1/4" exposed on the other. Use heat gun to shrink until snug. Per unit: 11 |
Anchor system: High-Strength Grade 40/43 Chain-Not for Lifting, Galvanized Steel, 5/16 Trade Size | McMaster | 3588T23 | Chain to connect anchors and downline. Per unit: 3 |
Install & Tools: LOW-STRETCH ROPE, 7/16" DIAMETER | McMaster | 3789T25 | Rope for block and tackle Per unit: 250 |
ARMS Baseplates: Marine-Grade Moisture-Resistant HDPE, 48" x 48", 1/2" Thick | McMaster | 9785T82 | Sheeting for ARMS mounting baseplates. See Supplemental File 1-Figure SI 13. Per unit: 10 Refers to drawing: Yes |
Coral plate baseplates: Marine-Grade Moisture-Resistant HDPE, 48" x 48", 1/2" Thick | McMaster | 9785T82 | Sheeting for coral plate baseplates. See Supplemental File 1-Figure SI 14. Per unit: 20 Refers to drawing: Yes |
Mooring bridle: Martyr Collar Anode Zinc 3/4" x 2 1/8" x 2 1/8" | West Marine | 5538715 | Sacrificial anodes for Masterlinks on mooring lines Per unit: 2 |
Main structure: Martyr Hull Anode Zinc 6 1/4" x 2 3/4" x 5/8" | West Marine | 484998 | Sacrificial anodes for stainless struts at Ark base Per unit: 3 |
ARMS Baseplates: Mounting Plate for 1/4"-20 Thread Size, 2" ID 304 Stainless Steel U-Bolt | McMaster | 8896T156 | Bracket plate w/heatshrink, for attaching ARMS mounting baseplates to struts Per unit: 6 |
Coral plate baseplates: Mounting Plate for 1/4"-20 Thread Size, 2" ID 304 Stainless Steel U-Bolt | McMaster | 8896T156 | Bracket plate w/heatshrink, for attaching coral plate baseplates to struts Per unit: 40 |
Main structure: N1 Stars, 316 SS, 5mm Thick Connectors for DIY VikingDome F2 Sphere, modified | Viking Dome | ICO2-AISI | N1 Stars modified for central rod. Machine/weld connections to insert top and bottom of unthreaded fiberglass structural rod. See Supplemental File 1-Figure SI 10. Per unit: 2 |
Main structure: N1 Stars, 316 SS, 5mm Thick Connectors for DIY VikingDome F2 Sphere, unmodified | Viking Dome | ICO2-AISI | Unmodified N1 Stars for Ark assembly. See Supplemental File 1-Figure SI 10 Per unit: 10 Refers to drawing: Yes |
Main structure: N2 Stars, 316 SS, 5mm Thick Connectors for DIY VikingDome F2 Sphere, modified | Viking Dome | ICO2-AISI | N2 Stars modified for floats. Drill larger center hole to accommodate 1" threaded fiberglass rod. Per unit: 10 |
Main structure: N2 Stars, 316 SS, 5mm Thick Connectors for DIY VikingDome F2 Sphere, modified | Viking Dome | ICO2-AISI | N2 Stars modified for pad eyes. Drill larger bolt hole (bit – 1/4") on outer hole of one arm for Padeye connector. Per unit: 5 |
Main structure: N2 Stars, 316 SS, 5mm Thick Connectors for DIY VikingDome F2 Sphere, unmodified | Viking Dome | ICO2-AISI | Unmodified N2 Stars for Ark assembly Per unit: 15 |
Anchor system: Pear-Shaped Link – Not for Lifting, Galvanized Steel, 3/4" Thick | McMaster | 3567T34 | Link to connect 3x 1/2" shackles to upper large shackle. Per unit: 1 |
Install & Tools: Phillips Screwdriver, Size No. 2 | McMaster Carr | 5682A28 | Tighten down locknuts on star-strut bolts Per unit: 1 |
Coral plates: PVC Sheet Type 1, Gray, 48" x 48", 1/4" Thick | McMaster | 8747K194 | PVC baseplates for coral plates. See Supplemental File 1-Figure SI 4. Per unit: 20 Refers to drawing: Yes |
Install & Tools: Ratcheting Combination Wrench, 3/4" | McMaster Carr | 5163A21 | Attach ARMS to ARMS mounting baseplates Per unit: 2 |
Install & Tools: Ratcheting Combination Wrench, 3/8" | McMaster Carr | 5163A14 | Tighten down locknuts on star-strut bolts Per unit: 2 |
Install & Tools: Ratcheting Combination Wrench, 7/16" | McMaster Carr | 5163A15 | Attach coral plates to coral plate baseplates Per unit: 2 |
Install & Tools: Round Bend-and-Stay Multipurpose Stainless Steel Wire, 0.012" diameter, 645 feet | McMaster | 9882K35 | Wire for mousing stainless shackles Per unit: 1 |
Main structure: S1 Struts – Structural FRP Fiberglass Square Tube, 2" Wide x 2" High Outside, 1/4" Wall Thickness | McMaster | 8548K34 | Fiberglass S1 Struts. Cut to 20.905" long (531 mm), drill bolt holes (bit – 7/32"), fill w/ divinycell foam & epoxy. See Supplemental File 1-Figure SI 9 Per unit: 55 Refers to drawing: Yes |
Main structure: S1 Struts (SS) – Corrosion-Resistant 316/316L Stainless Steel Rectangular Tube, 0.12" Wall Thickness, 2" x 2" Outside | McMaster | 2937K17 | Stainless S1 Struts. Cut to 20.905" long (531 mm), drill bolt holes (bit – 1/4"). See Supplemental File 1-Figure SI 9. Per unit: 5 Refers to drawing: Yes |
Main structure: S2 Struts – Structural FRP Fiberglass Square Tube, 2" Wide x 2" High Outside, 1/4" Wall Thickness | McMaster | 8548K34 | Fiberglass S2 Struts. Cut to 24.331" long (618 mm), drill bolt holes (bit – 7/32"), fill w/ divinycell foam & epoxy. See Supplemental File 1-Figure SI 9. Per unit: 60 Refers to drawing: Yes |
Anchor system: Skrew SK2500 | Spade Anchor USA | SK2500 | Two-plate sand screw anchors Per unit: 3 |
Coral plates: Stainless Steel Washers for 1/4" Screw Size, 0.281" ID, 0.625" OD | McMaster | 90107A029 | Numbered tags for coral plates. Stamp SS washers with numbered stamps and glue to coral plate for later ID. Per unit: 100 |
Main structure: Structural FRP Fiberglass Rod, 10 Feet Long, 1" Diameter | McMaster | 8543K26 | Central fiberglass rod, cut to Ark diameter Per unit: 1 |
ARMS attachments: Super-Corrosion-Resistant 316 Stainless Steel Hex Head Screw, 1/2"-13 Thread Size, 1-3/4" Long | McMaster | 93190A718 | Bolts for attaching ARMS to ARMS mounting baseplates (4 per unit) Per unit: 40 |
Coral plate attach: Super-Corrosion-Resistant 316 Stainless Steel Hex Head Screw, 1/4"-20 Thread Size, 2" Long, Fully Threaded | McMaster | 93190A550 | Bolts to attach coral plates to baseplates Per unit: 80 |
ARMS Baseplates: Super-Corrosion-Resistant 316 Stainless Steel Hex Head Screw, 1/4"-20 Thread Size, 3-1/2" Long | McMaster | 92186A556 | Bolts for attaching ARMS mounting baseplates to struts Per unit: 40 |
Coral plate baseplates: Super-Corrosion-Resistant 316 Stainless Steel Hex Head Screw, 1/4"-20 Thread Size, 3" Long, Partially Threaded | McMaster | 92186A554 | Bolts for attaching coral plate baseplates to struts Per unit: 160 |
Buoyancy: TFLOAT 14" CENTERHOLE OR 437FM, modified | Seattle Marine | YUN12B-8 | 14" trawl floats for mounting to Stars. Slide fiberglass rod with heat shrink through trawl float. Add stainless washer and fiberglass hex nut on both sides. Seal washers with 3M 5200. Tighten nuts down. See Supplemental File 1-Figure SI 16. Per unit: 11 Refers to drawing: Yes |
Buoyancy: TFLOAT 14" CENTERHOLE OR 437FM, unmodified | Seattle Marine | YUN12B-8 | 14" trawl float Per unit: 2 |
ARMS Baseplates: Thick-Wall Dark Gray PVC Pipe for Water, Unthreaded, 1/4 Pipe Size, 5 Feet Long | McMaster | 48855K41 | Star standoffs for attaching ARMS mounting baseplates to Stars. Cut to 1.75" long sections. Per unit: 40 |
Coral plates: Unfilled, Natural Travertine Flooring Tile, 16" x 16" | Home Depot | 304540080 | Limestone tiles for coral plates. Cut to 9" x 9" tiles using wet tile saw. Per unit: 20 |
Buoyancy: Vibration-Damping Routing Clamp, Weld mount, Polypropylene with Stainless Steel Plates, 1" ID | McMaster | 3015T47 | Attachment for central rod and float Per unit: 1 |
Buoyancy: Water- and Steam-Resistant Fiberglass Washer for 1" Screw Size, 1.015" ID, 1.755" OD | McMaster | 93493A110 | Fiberglass washers for securing fiberglass threaded rods into trawl floats Per unit: 20 |
Install & Tools: Zinc-Galvanized Steel Wire, 0.014" diameter, 475 feet long | McMaster | 8872K19 | Wire for mousing galvanized shackles Per unit: 1 |
Two Platform Ark | |||
Downline: 1" Nylon, 15' length thimble-to-thimble with SS Sailmaker Thimble spliced at top, galvanized thimble spliced at bottom | West Marine | Custom | Runs from bottom of swivel shackle (SS) to top of anchor system (galvanized) Per unit: 1x |
Downline: 1/2" Spectra Rope with SS316 Sailmakers Thimbles Spliced at Top and Bottom | West Marine | Custom | Runs from bottom of Ark to top of swivel shackle. Per unit: 2x |
Buoyancy: 1/2" Spectra Rope with SS316 Sailmakers Thimbles Spliced at Top and Bottom | West Marine | Custom | Connects mooring buoy to top eye on Ark Per unit: 2x |
Main structure: 3/8 x 36 Inch SS Thimble Eye Swages and 5/8 Jaw-Jaw Turnbuckle Cable Assembly | Pacific Rigging & Loft | Custom | Custom rigging system with turnbuckle, 3/8" SS wire rope swaged into PVC end caps Per unit: 1x |
Main structure: 304 SS U-Bolt with Mounting Plate, 1/4"-20, 2" ID | McMaster Carr | 8896T123 | For joining fiberglass platforms using I-beams Per unit: 10x |
Main structure: 316 SS Hex Nut, 1/4"-20 | McMaster Carr | 94804A029 | For locking struts in hubs Per unit: 120x |
Main structure: 316 SS Nylon-Insert Locknut, 1/4"-20 | McMaster Carr | 90715A125 | For locking struts in hubs Per unit: 240x |
Main structure: 316 SS Pan Head Phillips Screw, 1/4"-20 Thread, 2.5" Long | McMaster Carr | 91735A384 | For locking struts in hubs Per unit: 120x |
Downline: 316 SS Safety-Pin Shackle, 1/2" Thick | McMaster Carr | 3860T25 | Connect Ark bottom eye to 1/2" Spectra rope. Per unit: 1x |
Buoyancy: 316 SS Safety-Pin Shackle, 1/2" Thick | McMaster Carr | 3860T25 | Connects bottom of 1/2" rope to top Ark eye Per unit: 2x |
Buoyancy: 316 SS Safety-Pin Shackle, 7/16" Thick | McMaster Carr | 3860T24 | Connects mooring buoy to 1/2" rope Per unit: 2x |
Install & Tools: Arbor with 7/16" Hex for 1-1/2" Diameter Hole Saw | McMaster Carr | 4066A63 | Drill holes in 6" PVC (Hubs) Per unit: 1x |
Main structure: Clamping U-bolt, 304 SS, 1/4"-20 Thread Size, 9/16" ID | McMaster Carr | 3042T149 | For clamping SS wire rope at Ark vertices Per unit: 15x |
Downline: Clevis-to-Clevis Swivel, 316 SS, 5-7/16" Long | McMaster Carr | 37405T28 | Swivel shackle between 1/2" spectra rope and 1" nylon downline Per unit: 1x |
Main structure: Corrosion-Resistant Wire Rope, 316 SS, 1/8" Thick | McMaster Carr | 8908T44 | String through assembled Ark and clamp at vertices Per unit: 250ft |
Main structure: Fiberglass Molded Grating, Square Grid, 1" Grid Height, 1-1/2" x 1-1/2" Square Grid, Grit Surface, 70% Open Area | McNichols | MS-S-100 | Cut to half pentagon shape, mirror images. See Figure S23. Per unit: 2x Refers to drawing: Yes |
Anchor system: Galvanized Alloy Steel Screw-Pin Shackle, 1/2" Thick | McMaster Carr | 3663T42 | Connects base of 1" nylon downline to anchor chain Per unit: 1x |
Anchor system: Galvanized Alloy Steel Screw-Pin Shackle, 3/8" Thick | McMaster Carr | 3663T51 | Connects anchor chain together Per unit: 1x |
Anchor system: Grade 30 Chain, Galvanized Steel, 1/4 Trade Size | McMaster Carr | 3592T45 | Anchor chain |
Install & Tools: HARKEN–57 mm Carbo Air Triple Block | West Marine | 200076 | Top of block and tackle Per unit: 1x |
Install & Tools: HARKEN–57 mm Carbo Air Triple Block with Becket and Cam | West Marine | 1171644 | Base of block and tackle Per unit: 1x |
Install & Tools: Hole Saw, 1-15/16" Cutting Depth, 1-1/2" Diameter | McMaster Carr | 4066A27 | Drill holes in 6" PVC (Hubs) Per unit: 1x |
Install & Tools: Low Pressure Inflator Nozzle | Amazon (Made by Trident) | B00KAI940E | Inflate mooring buoys underwater Per unit: 1x |
Install & Tools: LOW-STRETCH ROPE, 7/16" DIAMETER | McMaster | 3789T25 | Rope for block and tackle Per unit: 100ft |
Main structure: Nylon Cable Ties, UV Resistant Heavy Duty, 19" long, 250 lb strength | CableTiesAndMore | CT19BK | Use to secure platforms to Ark framework Per unit: 30x |
Install & Tools: Phillips Screwdriver, Size No. 3 | McMaster Carr | 5682A29 | For locking struts in hubs Per unit: 1x |
Buoyancy: Polyform Buoy, A-5 Series All-Purpose Buoy, 27" | West Marine (Made by PolyformUS) | 11630142 | Mooring buoy for buoyancy. Per unit: 2x |
Main structure: PVC Pipe, Schedule 80, 1" diameter | McMaster Carr | 48855K13 | Struts. Cut to 1.2 m (4 ft) lengths, drill to accommodate bolts Per unit: 30x |
Main structure: PVC Pipe, Schedule 80, 6" diameter | McMaster Carr | 48855K42 | Hubs. Cut into 4" lengths, drill 5 holes symmetrically around midline using 1-1/2" hole saw. See Supplemental File 1-Figure S22. Per unit: 12x Refers to drawing: Yes |
Main structure: PVC Thick Wall Pipe Fitting, End Cap, Schedule 80, 6 " diameter, Female | PRMFiltration (Made by ERA) | PVC80CAP600X | End caps for top and bottom of Ark. Cut off bottom 2 inches. Per unit: 2x |
Install & Tools: Ratcheting Combination Wrench, 7/16" | McMaster Carr | 5163A15 | For locking struts in hubs Per unit: 1x |
Install & Tools: Ratcheting PVC Cutter, 1-1/4" | McMaster Carr | 8336A11 | Cut 1" PVC into struts Per unit: 1x |
Main structure: Ring, 18-8 SS, for 5/32 Chain Trade Size, 3/4" Inside Length | McMaster Carr | 3769T71 | Substitute for 1/2" SS wire rope clamps. Per unit: 12x |
Install & Tools: Round Bend-and-Stay Multipurpose Stainless Steel Wire, 0.012" diameter, 645 feet | McMaster | 9882K35 | Wire for mousing stainless shackles Per unit: 1 |
Main structure: Structural FRP Fiberglass I-Beam, 1/4" Wall Thickness, 1-1/2" Wide x 3" High, 5 ft long | McMaster Carr | 9468T41 | Cut to 5 1-ft long sections. Per unit: 1x |
Install & Tools: Underwater Lift Bag, 220 lbs Lift Capacity | Subsalve Commercial | C-200 | Transport Ark to deployment site Per unit: 1x |
Install & Tools: Zinc-Galvanized Steel Wire, 0.014" diameter, 475 feet long | McMaster | 8872K19 | Wire for mousing galvanized shackles Per unit: 1x |
Strain Gauge | |||
316 Stainless Steel Eyebolt, for Lifting, M16 x 2 Thread Size, 27 mm Thread Length | McMaster Carr | 3130T14 | For strain gauge eyebolts Per unit: 2x |
Bridge101A Data Logger, 30 mV | MadgeTech | Bridge101A-30 | Collect voltage data from load cell. Per unit: 1x |
Chemical-Resistant PVC Rod, 2" Diameter | McMaster Carr | 8745K26 | For datalogger housing endcap. See Supplemental File 1-Figure S32. Per unit: 1x Refers to drawing: Yes |
Clamping U-Bolt, 304 SS, 5/16"-18 Thread Size, 1-3/8" ID | McMaster Carr | 3042T154 | For attachment of datalogger housing to strain gauge. Per unit: 1x |
Dow Corning Molykote 44 Medium Grease Lubricant | Amazon (Made by Dow Corning) | B001VY1EL8 | For mating male and female underwater connectors. Per unit: 1x |
STA-8 Stainless Steel S Type Tension and Compression Load Cell | LCM Systems | STA-8-1T-SUB | Load cell instrument for assessment of in-water weight. Per unit: 1x |
Standard-Wall Clear Blue Rigid PVC Pipe for Water, Unthreaded, 1-1/2 Pipe Size, 2 ft | McMaster Carr | 49035K47 | For datalogger housing. See Supplemental File 1-Figure S31. Per unit: 1x Refers to drawing: Yes |
Standard-Wall PVC Pipe Fitting for Water, Cap, White, 1-1/2 Pipe Size Socket Female | McMaster Carr | 4880K55 | For datalogger housing. Per unit: 2x |
Structural FRP Fiberglass Sheet, 12" Wide x 12" Long, 3/16" Thick | McMaster Carr | 8537K24 | For attachment of datalogger housing to strain gauge. Per unit: 1x |
SubConn Micro Circular Connector, Female, 4-port | McCartney (Made by SubConn) | MCBH4F | Install into machined housing endcap. Per unit: 1x |
SubConn Micro Circular Connector, Male, 4-contact | McCartney (Made by SubConn) | MCIL4M | Splice to load cell wiring and waterproof connection. Per unit: 1x |
Threadlocker, Loctite 262, 0.34 FL. oz Bottle | McMaster Carr | 91458A170 | For strain gauge eyebolts Per unit: 1x |
Vibration-Damping Routing Clamp, Weld-Mount, Polypropylene with Zinc-Plated Steel Top Plate, 1-7/8" ID | McMaster Carr | 3015T39 | For attachment of datalogger housing to strain gauge. Per unit: 1x |