Submarinele robotizate dezvăluie gheață de mare mai groasă din Antarctica

Gheața de mare care înconjoară Antarctica poate fi mai groasă decât se credea anterior. Estimările anterioare, folosind observații de la bord și carote de foraj, sugerau că pachetul de gheață din Oceanul de Sud era în medie mai subțire de 1 metru. Noi măsurători, raportate pe 24 noiembrie Geoștiința naturii, arată slocuri de gheață cu grosimi cuprinse între 1,4 și 5,5 metri, cu unele zone groase până la 16 metri.

„Avem un sentiment destul de bun că această gheață poate reprezenta o parte semnificativă a pachetului”, spune coautorul studiului Ted Maksym, oceanograf la Instituția Oceanografică Woods Hole din Massachusetts.

Gheața mai groasă este mai puțin predispusă la topire, spune Maksym. Deci măsurătorile îmbunătățite – făcute în timpul primei utilizări extensive a submarinelor robotizate în Antarctica – ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine de ce pachetul de gheață din Antarctica sa extins în general din 1979, în ciuda creșterii temperaturii apei și a aerului (SN Online: 11/5/12).

Măsurarea cu precizie a grosimii pachetului de gheață reprezintă o provocare, deoarece aproximativ 90% din gheață se ascunde în apă. Sateliții pot măsura întinderea gheții marine, dar nu pot estima volumul total fără estimări la sol pentru calibrare.

Măsurătorile anterioare la sol s-au bazat pe burghie cu manivelă și bandă de măsurare, precum și pe observații vizuale făcute de la navele spărgătoare de gheață. Din motive de siguranță, navele evită zonele cu gheață mai densă, așa că majoritatea expedițiilor s-au concentrat pe gheața mai subțire aflată mai departe în larg. Această abordare a ocolit gheața groasă mai aproape de interior și gheața care este deformată atunci când vânturile puternice forțează două bancuri de gheață să se suprapună și să înghețe din nou ca o bucată mai groasă.

Pentru a obține o imagine mai completă a pachetului de gheață, Maksym și colegii au reutilizat vehicule subacvatice autonome, sau AUV-uri, pentru a privi fluturașii de jos. Fiecare vehicul cu telecomandă cântărește aproximativ 200 de kilograme și are un design cu două etaje, cu două carene în formă de torpilă. AUV-urile au fost concepute inițial pentru a cartografi fundul mării, dar echipa le-a reconfigurat pentru a sonda, în schimb, partea inferioară a gheții de deasupra cu ajutorul sonarului. Măsurând cât de departe a ieșit gheața sub suprafață, echipa a putut calcula grosimea totală a gheții.

Croaziera într-un model de rețea la aproximativ 1 kilometru pe oră la o adâncime de 20 până la 30 de metri, AUV-urile au cartografiat 10 slot de gheață în timpul a două expediții în 2010 și 2012. În total, robo-sub-urile au curățat 500.000 de metri pătrați de gheață, aproximativ de dimensiunea de 100 de terenuri de fotbal.

În medie, bancurile de gheață aveau o grosime de 1,48 metri, deși cercetătorii spun că suprafața limitată acoperită de expediții îi împiedică să facă estimări pentru pachetul de gheață din Oceanul Sudic în ansamblu. Măsurarea acelorași slot de gheață folosind metode convenționale ar fi subestimat grosimea gheții cu cel puțin 20 până la 25 la sută, spune oceanograful Guy Williams de la Universitatea din Tasmania din Hobart, Australia.

„Acesta este un salt uriaș înainte”, spune el, „și nu cred că va fi posibil să ne întoarcem la acele alte metode.”

Pe lângă grosimea gheții, AUV-urile au înregistrat și o cantitate surprinzătoare de gheață deformată. În total, 76 la sută din pachetul de gheață a fost pietruit împreună din mai multe bucăți de gheață care s-au rupt și au înghețat împreună. Gheața deformată este importantă pentru ecosistemul marin, spune Williams, deoarece krill-ul și alte animale folosesc fracturile din gheață pentru a se adăposti de curenții puternici și de prădători precum pinguinii.

O înțelegere îmbunătățită a compoziției gheții marine îi va ajuta pe oamenii de știință care execută simulări ale oceanelor și atmosferei să înțeleagă mai bine expansiunea gheții marine din Antarctica, spune geoscientist Hongjie Xie de la Universitatea Texas din San Antonio. „Dacă nu înțelegem procesul fizic al gheții marine, modelarea ne va oferi rezultate lipsite de sens sau înșelătoare”, spune el. Nu există un consens cu privire la ceea ce cauzează expansiunea gheții de mare din sud, deși mecanismele propuse includ schimbarea tiparelor vântului cauzate de gaura de ozon și creșterea apei de topire din ghețarii Antarctici care se micșorează (SN: 5/4/13, str. 18).

Satelitul ICESat-2 al NASA, programat să fie lansat în octombrie 2017, ar putea oferi răspunsuri, spune climatologul Claire Parkinson de la Centrul NASA Goddard de Zboruri Spațiale din Greenbelt, Maryland. Satelitul va monitoriza continuu întinderea gheții în jurul ambilor poli și va estima grosimea gheții de mare. prin măsurarea cât de departe se extinde gheața deasupra liniei de plutire. Aceste estimări necesită măsurători precise la sol pentru calibrare, spune Parkinson, și probabil vor necesita misiuni AUV extinse în tandem cu misiunea satelitului.