蒙大拿州是距离海洋最远的地方之一，至少在 6000 万年前就是如此。然而，在测量海水酸度方面，来自米苏拉的一个小组被证明是最擅长制造廉价且耐用的传感器的，该传感器能够准确测量pH值（即酸碱度），同时还能探测3000米深的水域。这就是Sunburst Sensors 赢得两项 Wendy Schmidt 海洋健康 XPRIZE 奖的原因，该奖项于7月20日在一次晚会上宣布。
“飞掠冥王星比从海洋中获取数据容易得多，” 资助这些奖项以帮助开发解决实际问题的技术的 Wendy Schmidt 说。“但一个是我们的肺，另一个不是。一个给我们食物，另一个不给我们。”
Schmidt 此前资助了一项 XPRIZE 奖，该奖项开发了更好的清理石油泄漏的方法。但是，对于这组奖项，目标是开发一种易于使用的设备，该设备能够以低成本可靠地测量海洋 pH 值，以及一种更坚固的传感器，该传感器能够在极端条件下（例如深海的低温和巨大压力下）准确测量 pH 值，同时仍能检测到小至 0.002 的变化，这大约是目前的年变化率。海洋酸化是一种“无声的威胁，” Schmidt 说。“我们需要将人们与海洋联系起来，将其视为他们的生命支持系统、食品储藏室和游乐场。”
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由于化石燃料的燃烧和森林的砍伐，以及人类对地球的其他改变，大气中现在含有大约 百万分之 400 的二氧化碳。但大约四分之一的人类活动释放的过量二氧化碳目前溶解到全球海洋的水中，产生碳酸，使海水酸性更强。根据迄今为止的测量，海洋的酸度增加了 30%，在对数 pH 值刻度上从 8.2 下降到 8.1。“我们对深处的 pH 值一无所知，这真令人担忧，” XPRIZE 基金会海洋高级主管、比赛管理者生物学家 Paul Bunje 说。
但是有了廉价、易于使用的传感器，可以收集更多关于海洋酸化的数据，包括在几厘米上下或左右移动时可能发生的变化。“它们必须是廉价的，因为它们总是被损坏，” Schmidt 说。“它们需要无处不在且可丢弃。”
因此，早在 2013 年，就有 18 个团队参加了比赛，从一个提议将 pH 传感器放在冲浪板鳍上的组织（称为 Smartphin）到一群来自加利福尼亚州卡梅尔的众筹高中生。所有决赛选手都通过了三轮测试，包括在蒙特雷湾水族馆 27.5 米的水箱中的测试，在普吉特海峡沿海水域进行的为期一个月的试运行，以及最后在夏威夷海岸外约 160 公里处进行的为期六天的深海测试。耐用的传感器将意味着一些传感器可以安装在自主滑翔机上，并可能在冬季被送到北极海冰下，以收集六个月或一年的数据。
在所有测试结束时，Sunburst Sensors 获得了 150 万美元的 XPRIZE 奖金，以进一步开发自 1999 年以来一直在开发的设备。米苏拉高中同学、机械工程师 James Beck 和海洋化学家 Mike DeGrandpre 开发了一种廉价的潜水自主系泊仪器 i-SAMI，每个传感器的成本低于 1000 美元，以及一种用于耐用性的钛合金版本，称为 t-SAMI。Bunje 解释说，i-SAMI 基本上是基于“他们能找到的所有廉价零件”构建的。两种设备都依赖于吸入海水样品，注入染料，然后用激光照射所得混合物以检测 pH 值。“操作这些东西不应该需要海洋传感方面的专家，” Bunje 补充道。就 Sunburst 的 i-SAMI 而言，由于具有自校准等功能，它确实不需要。
当然，Sunburst 不是唯一的赢家。所有决赛选手都在继续开发他们的传感器，包括油气技术巨头斯伦贝谢的一个分支，名为 ANB Sensors，代表酸-中性-碱，以及蒙特雷湾水族馆研究所 (MBARI) 和斯克里普斯海洋研究所的研究人员与霍尼韦尔等公司之间的合作，名为 Team DuraFET，用于许多 ARGO 浮标上已经存在的传感器，这些浮标正在勘测全球海洋。
测试并非一切顺利，包括一个传感器在水箱测试期间脱离系泊，沉入水底，原因是酸性更强的海水中的船用级钢腐蚀程度高于预期。在公海测试中，ANB 传感器由于一些有缺陷的塑料，发现自己被压碎在 2000 米的深度。但这并没有阻止该传感器因其经济性和易用性而获得二等奖。“我想要最优雅的传感器，” Schmidt 说。“谁将成为传感器的苹果？”
即使是那些没有进入决赛的团队，比如用于冲浪板（以及可能的帆船龙骨）的 Smartphin pH 传感器，也在向前发展。“他们今年秋天将在圣地亚哥进行测试，并将其分发给冲浪者，” Bunje 说。“他们希望冲浪者开始与海洋建立更深层次的关系。”
无论来自冲浪板上的公民科学家，还是来自海岸管理者，他们现在可能会发现更容易调节海洋 pH 值或对珊瑚礁进行长期监测，对海洋 pH 值问题的监测和了解将在全球范围内得到很大改善。“整个海洋服务领域正在兴起，” Schmidt 说，这有点像天气预报。“当贝类不可用时，当鲑鱼步履蹒跚时，当水母充满海洋时，我们将会在那里。”