Krawędź lodowca od strony oceanu na Grenlandii. Ekspedycja badawcza prowadzona przez Uniwersytet Teksasu w Austin ma zamiar przeprowadzić pierwsze w historii zrobotyzowane badanie tych lodowców pod wodą. Źródło: Europejska Agencja Kosmiczna
Zespół z Uniwersytetu w Teksasie prowadzi przełomowe badania nad lodowcami Grenlandii, aby zrozumieć podwodne mechanizmy topnienia lodowców i rolę osadów w spowalnianiu tego procesu. Ich odkrycia dostarczą wiedzy na temat przyszłego wzrostu poziomu morza, co jest niezbędne do przygotowania społeczności przybrzeżnych na całym świecie.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Teksasu w Austin wyruszył na czterotygodniową wyprawę, aby zbadać podwodne krawędzie przybrzeżnych lodowców Grenlandii i dowiedzieć się więcej na temat przyszłego wzrostu poziomu morza. We współpracy z partnerami międzynarodowymi naukowcy zbadają procesy kontrolujące topnienie tych gigantycznych lodowców i jakie to oznacza dla przyszłości pokrywy lodowej Grenlandii, której potencjalny wzrost poziomu morza wynosi około 7 metrów. .
Do badaczy dołącza zrobotyzowany statek podwodny, który będzie zbierał pomiary podwodnych ścian lodowców i wody roztopowej zawierającej osady, czego nigdy wcześniej nie próbowano robić z bliska. Naukowcy przeprowadzą także szeroko zakrojone badania dna morskiego i zgromadzą rdzenie osadów, które pozwolą im cofnąć czas i sprawdzić, jak przeszłe okresy zmian klimatycznych wpłynęły na lodowce.
Nereid Under Ice (NUI), robot podwodny opracowany i obsługiwany przez Woods Hole Oceanographic Institution podczas wyprawy na Ocean Arktyczny w 2019 roku. Misja kierowana przez UT Austin będzie polegać na zdolności pojazdu do działania w trudnych warunkach w pobliżu dużych lodowców Grenlandii. Źródło: Luis Lamar, dzięki uprzejmości Fundacji Avatar Alliance
Zrozumienie osadów i stabilność lodowców
Kluczowym pytaniem badawczym jest rola osadów w spowalnianiu topnienia lodowców, stwierdziła główna naukowiec ekspedycji Ginny Catania, profesor naukowy w Instytucie Geofizyki (UTIG) Uniwersytetu Teksańskiego i Wydziale Nauk o Ziemi i Planetach UT. UTIG kieruje wyprawą i jest częścią UT Jackson School of Geosciences.
„Większość pokrywy lodowej cofnęła się, ale jest kilka lodowców, które nie cofnęły się, obok lodowców, które cofnęły się znacznie. Może to być spowodowane tym, że osady stabilizują lodowce” – stwierdziła Catania.
Grafika przedstawiająca, w jaki sposób osady spod lodowca gromadzą się w podporowych morenach oraz w jaki sposób ekspedycja kierowana przez UT Austin planuje zbadać środowisko lodowcowe. Źródło: Ginny Catania
Naukowcy uważają, że lodowce są chronione przed ciepłymi prądami oceanicznymi przez podwodne ściany, zwane morenami, które gromadzą się z osadów nanoszonych spod samego lodowca. Te ściany podporowe powstają również w miarę napływu lodowców, niszcząc przed sobą dno morskie.
Ale jak skuteczne są w spowalnianiu topnienia, jak szybko się tworzą i jak długo się utrzymują? Odpowiedź na te pytania powinna dać naukowcom znacznie lepszy obraz przyszłości pokrywy lodowej zarówno na Grenlandii, jak i na Antarktydzie, gdzie osady mogą również odgrywać rolę w stabilizacji lodowców. Odpowiedzi te z kolei mogą pomóc w przewidywaniu, jak szybko podniesie się poziom morza w nadchodzących latach.
Główna naukowiec Ginny Catania i absolwentka Jackson School Casey Vigilia w drodze na obszar badań badają wstępne dane batymetryczne pierwszego celu wyprawy, lodowca Kangerdlussauq. Źródło: Marcy Davis/Instytut Geofizyki Uniwersytetu Teksańskiego
Zaawansowane technologie i gromadzenie danych
Catania wyjaśniła: „To wielka misja, której celem jest zebranie jak największej ilości informacji o zachowaniu lodowców pod wodą za pomocą tych naprawdę wyrafinowanych narzędzi, których nie mogliśmy wykorzystać w przeszłości”.
NUI oczekuje na rozmieszczenie na pokładzie statku badawczego Celtic Explorer. Pierwszym celem badań robota podwodnego jest Kangerdlussauq, duży lodowiec w zachodniej Grenlandii. Źródło: Marcy Davis/Instytut Geofizyki Uniwersytetu Teksańskiego
Robot podwodny Nereid Under Ice (NUI) jest kluczem do gromadzenia danych, które mogą odpowiedzieć na te pytania. NUI został opracowany i jest obsługiwany przez inżynierów z Instytutu Oceanograficznego Woods Hole, którzy są na pokładzie misji. Został specjalnie zaprojektowany do poruszania się po zdradliwym, lodowatym środowisku fiordu lodowcowego, gdzie będzie wykorzystywał swoje czujniki i próbniki do pomiaru osadów wypływających spod lodu oraz do przeprowadzania niespotykanych dotąd badań geofizycznych lodu i dna morskiego z bliska.
Podobne pomiary zostaną wykonane za pomocą drona powierzchniowego XOcean i większych instrumentów na pokładzie statku ekspedycyjnego, RV Celtic Explorer należącego do irlandzkiego Instytutu Morskiego. Naukowcy będą także zbierać dane z powierzchni lodowców za pomocą dronów.
Dron na powierzchni morza dostarczony przez XOcean. Naukowcy będą zdalnie pilotować drona przez pola lodowe w kierunku wysokiej ściany lodowca, gdzie przeprowadzi on wysokiej rozdzielczości skany dna morskiego i ścian osadów, zwanych morenami. Źródło: Marcy Davis/Instytut Geofizyki Uniwersytetu Teksańskiego
Konsekwencje dla społeczności przybrzeżnych
To, co ekspedycja odkryje na temat przyszłego wzrostu poziomu morza, będzie miało kluczowe znaczenie dla społeczności przybrzeżnych na całym świecie, twierdzi Catania, która kieruje także badaniami nad wybrzeżem Teksasu. „Wiele badań musi dotyczyć zrozumienia, w jaki sposób wybrzeże zareaguje na powódź i co rządy mogą z tym zrobić” – stwierdziła.
Statek badawczy Instytutu Morskiego „Celtic Explorer” przygotowuje się do wypłynięcia na Grenlandię. Ekspedycja pod przewodnictwem UT Austin przeprowadzi badania ścian lodowców przy użyciu instrumentów statku oraz robotycznych dronów podwodnych, morskich i powietrznych. Źródło: Sean Gulick/Jackson School of Geosciences
Wspólny wysiłek badawczy
Zespół wyprawy do Katanii składa się z 24 badaczy, inżynierów i studentów z siedmiu instytucji, w tym UT, Woods Hole, Uniwersytet FlorydyUniwersytet Stanowy Oregonu, Uniwersytet Rutgers, Uniwersytet Tufts i Uniwersytet w AarhusDania. Wspiera ich 15-osobowa załoga Celtic Explorer.
Wyprawa, ogłoszona po raz pierwszy w 2022 r., jest finansowana przez Fundację Kecka i Narodową Fundację Nauki.
