En hidtil uset antarktisk ekspedition kortlægger havisen for at løse klimaændringsmysteriet

Brutalt blæsende. Ufatteligt koldt. Foruroligende isoleret.

Dette er det antarktiske hav om vinteren. Det er det sidste sted, nogen ønsker at være - medmindre du forsøger at løse et klimaforandringer-mysterium.

En international besætning af videnskabsmænd, herunder Northeastern kandidatstuderende Alek Razdan, for nylig vendt tilbage fra en to måneder lang ekspedition til Rosshavet ud for Antarktis kyst. Razdan arbejder med den nordøstlige professor Hanumant Singh, der designede og byggede et andet medlem af besætningen - Jaguaren, et autonomt undervandsfartøj.

Forskergruppen sejlede fra New Zealand ombord på Nathaniel B. Palmer, en type skib kaldet en isbryder, der er i stand til at smadre gennem gletsjervand. Ekspeditionen var den første nogensinde til at indsætte en undervandsrobot i det Antarktiske Ocean om vinteren.

"Old school"-måling får en opgradering

Målet med turen var at studere havisen. Store havisen hjælper med at afkøle Jorden ved at reflektere solens stråler væk. Når isen dannes, det producerer tæt vand, der synker dybt ned i havet og driver undervandsstrømme, der flytter varme rundt om kloden, styring af temperaturer og klimaer.

De fleste steder på jorden, havisen er ved at skrumpe. I Antarktis, det ser ud til at udvide sig. Denne ekspedition forsøgte at finde ud af hvorfor. Men for at få et fuldstændigt billede af denne gåde, forskere skal se og måle undersiden af ​​havisen.

Traditionelt, dette er blevet gjort ved at bore et hul i isen og tabe en vægtet snor for at tage målinger.

"Det er ret old school, " sagde Singh. "Vi gik ud og ændrede det lidt."

Det er her Jaguaren kommer ind i billedet. Robotkøretøjet styrtede ned i noget af det koldeste vand på Jorden, i den mest forræderiske tid på året. Razdan, PhD'21, var ansvarlig for at hjælpe med at samle, indsætte, og bjerge køretøjet. Han genererede også 3D-kort fra ekkolodsdata indsamlet af Jaguaren.

"Det er et meget højrisikoprojekt, så der er en stor chance for at du fejler, " sagde Singh. Men Jaguaren – og dens førere – er skåret ud til denne slags ting. Singh, som har gennemført 16 AUV-missioner i løbet af de sidste 10 år, har ry for succes.

At finde svar og stille bedre spørgsmål

I et blad udgivet i Videnskab robotik , Singh og hans kolleger beskriver kulminationen på alle de data, de har indsamlet indtil videre, skrivning, "Dette er den mest omfattende og den eneste højopløselige 3D-visning af Antarktis havis morfologi til dato."

De kort, de genererer, viser en side af havisen, der har været usynlig, indtil nu. Under vandoverfladen, der er deformationer, som gammeldags boremålinger ikke kunne tage højde for. Forskere ved nu, at på mange områder, havisen er tykkere end hidtil antaget. Der er også meget mere regional variation, end nogen vidste.

"Når man taler om stigningen i havis i Antarktis, det er faktisk det forkerte spørgsmål. Det blev virkelig drevet hjem af dette særlige krydstogt, " sagde Ted Maksym, en videnskabsmand ved Woods Hole Oceanographic Institution, der samarbejdede med Singh. Han forklarede, at selvom noget havis i Antarktis udvider sig, i andre regioner, den krymper. Det rejser spørgsmålet, hvorfor er der så store og modsatrettede regionale forskelle i området?

Dette er mysteriet Maksym og Singh arbejder på nu. De planlægger at bygge nye robotter, der kan blive i havet i længere tid og indsamle flere data. Ligesom Jaguaren, disse køretøjer skal være billige, da der er stor sandsynlighed for, at de vil fare vild. Men det afskrækker ikke Singh og Maksym.

"Ted bliver altid ved med at presse mig, " sagde Singh. "Jeg siger til ham, 'du giver mig alt mit grå hår!' Det er en god dynamik."

Luk opkald i kulden

De fleste forskerhold styrer fri af det antarktiske hav om vinteren, og det er nemt at forestille sig hvorfor. Fare lurer hver gang.

"Det blæser kuling hele tiden - op til 70 knob - og vi kan kun udsendes i vinde under 25 grader. Temperaturen kan være så lav som minus 40 grader Fahrenheit, " sagde Singh.

Med så kolde temperaturer, det er muligt for is at fryse rundt om skibet, fange alle om bord i flere måneder, indtil hjælpen ankommer. Nathaniel B. Palmer kan skære gennem etårig is, men kun en nuklear isbryder kan skære gennem flerårig is, og der er færre end 10 af dem i verden.

Razdan beskrev et skræmmende øjeblik, da et andet besætningsmedlem stak en sonderende stang ned i sneen og så en massiv is revne sig åbne under hans fødder. På en tidligere ekspedition, Singh sagde, at deres skib sad fast i isen og begyndte at krænge, eller tipper mod den ene side.

Det ekstreme vejr kræver også, at forskerne lægger så meget op, at grundlæggende opgaver bliver næsten umulige. "Jeg kunne ikke have forestillet mig, hvor hårdt tøjet ville gøre alting, fra at gå, at tale, at skrue møtrikker og bolte på udenfor, " sagde Razdan. Men selv på trods af udfordringerne, han tilføjede, "Hvis jeg havde en anden mulighed for at gå, Jeg ville hoppe på det på et sekund."