Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν μυστηριώδη μοτίβα στον πάτο του ραφιού

Μια απεικόνιση της κάτω πλευράς του Dotson Ice Shelf που δείχνει μυστηριώδεις περιοχές τήξης σε σχήμα σταγόνας. (Πίστωση: Filip Stedt / Πανεπιστήμιο του Γκέτεμποργκ)

Χρησιμοποιώντας το αυτόνομο υποβρύχιο όχημα (AUV) που έτρεξε κάτω από πάγο πάχους 350 μέτρων, μια διεθνής ομάδα ερευνητών δημιούργησε τους πρώτους λεπτομερείς χάρτες της κάτω πλευράς ενός παγετώνα, αποκαλύπτοντας ενδείξεις για μελλοντική άνοδο της στάθμης της θάλασσας.

Αυτή η αποστολή πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο της International Thwaites Glacier Collaboration (ITGC), μιας πενταετούς κοινής αποστολής 50 εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ και Ηνωμένου Βασιλείου για να μάθουν περισσότερα για τον Thwaites Glacier, το παρελθόν του και τι μπορεί να επιφυλάσσει το μέλλον.

Το AUV Ran είχε προγραμματιστεί να βουτάει στην κοιλότητα της παγοθήκης Dotson, στη Δυτική Ανταρκτική και να σαρώνει τον πάγο από πάνω του με ένα προηγμένο σόναρ. Για 27 ημέρες, το απλήρωτο υποβρύχιο ταξίδεψε συνολικά πάνω από 1.000 χιλιόμετρα πέρα δώθε κάτω από τον παγετώνα, φτάνοντας τα 17 χιλιόμετρα στην κοιλότητα πάνω από την οποία επιπλέει το ράφι πάγου.

Η αποστολή διεξήχθη σε περιοχές με παρασυρόμενους πάγους στη Δυτική Ανταρκτική το 2022. Στην επιστροφή το 2024, ο Ραν εξαφανίστηκε χωρίς ίχνος κάτω από τον πάγο. (Φωτογραφία: Filip Stedt)

Σε μια νέα επιστημονική εργασία στο Science Advances , οι ερευνητές αναφέρουν τα ευρήματα αυτής της μοναδικής έρευνας. Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι οι παγετώνες λιώνουν πιο γρήγορα όπου ισχυρά υποβρύχια ρεύματα διαβρώνουν τη βάση τους. Χρησιμοποιώντας το υποβρύχιο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να μετρήσουν τα ρεύματα κάτω από τον παγετώνα για πρώτη φορά και να αποδείξουν γιατί το δυτικό τμήμα του Dotson Ice Shelf λιώνει τόσο γρήγορα. Βρήκαν επίσης στοιχεία πολύ υψηλής τήξης σε κατακόρυφα κατάγματα που εκτείνονται μέσα από τον παγετώνα.

Οι ερευνητές είδαν επίσης νέα μοτίβα στη βάση του παγετώνα που εγείρουν ερωτήματα. Για παράδειγμα, η βάση δεν είναι ομαλή, αλλά έχει κορυφές και κοιλάδες με οροπέδια και σχηματισμούς που μοιάζουν με αμμόλοφους. Οι ερευνητές υποθέτουν ότι αυτά μπορεί να έχουν σχηματιστεί από το νερό που ρέει υπό την επίδραση της περιστροφής της Γης.

Το αυτόνομο υποβρύχιο όχημα Ran είχε προγραμματιστεί να εκτελεί αποστολές κάτω από την παγοθήκη. Ένα προηγμένο σόναρ πολλαπλών ακτίνων χρησιμοποιήθηκε για τη χαρτογράφηση της βάσης του πάγου σε απόσταση περίπου 50 μέτρων. (Εικονογράφηση: Anna Wåhlin/Science Advances)

Η επικεφαλής συγγραφέας Anna Wåhlin, Καθηγήτρια Ωκεανογραφίας στο Πανεπιστήμιο του Γκέτεμποργκ, είπε: «Έχουμε χρησιμοποιήσει στο παρελθόν δορυφορικά δεδομένα και πυρήνες πάγου για να παρατηρήσουμε πώς αλλάζουν τα ράφια πάγου με την πάροδο του χρόνου. Πλοηγώντας το υποβρύχιο μέσα στην κοιλότητα, μπορέσαμε να λάβουμε χάρτες υψηλής ανάλυσης του πάγου κάτω. Είναι λίγο σαν να βλέπεις το πίσω μέρος του φεγγαριού για πρώτη φορά».

Η Karen Alley, παγετολόγος από το Πανεπιστήμιο της Μανιτόμπα και συν-συγγραφέας αυτής της διεπιστημονικής μελέτης, είπε: «Οι χάρτες που δημιούργησε ο Ran αντιπροσωπεύουν τεράστια πρόοδο στην κατανόησή μας για τα ράφια πάγου της Ανταρκτικής. Είχαμε υποδείξεις για το πόσο περίπλοκες είναι οι βάσεις πάγου, αλλά ο Ραν αποκάλυψε μια πιο εκτεταμένη και ολοκληρωμένη εικόνα από ποτέ».

Τα τρέχοντα μοντέλα δεν μπορούν να εξηγήσουν τα μοτίβα που ανακαλύφθηκαν και οι επιστήμονες συνειδητοποιούν τώρα ότι υπάρχει ένας πλούτος διεργασιών που απομένει να ανακαλύψουν σε μελλοντικές ερευνητικές αποστολές κάτω από τους παγετώνες.

Ο Rob Larter, θαλάσσιος γεωφυσικός στο British Antarctic Survey, και συν-συγγραφέας της εργασίας, είπε: «Τα δεδομένα σόναρ από το Ran που κοιτούσαν προς τα πάνω επέτρεψαν τη δημιουργία εκτενέστερων, λεπτομερέστερων χαρτών της κάτω πλευράς ενός ράφι πάγου από ποτέ. διαθέσιμο πριν. Αυτό έδωσε νέες γνώσεις για τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ του πάγου, των θραυσμάτων μέσα σε αυτόν και του νερού που ρέει από κάτω του. Η βασική τήξη των ραφιών πάγου που προκύπτει από την εισροή ζεστού νερού από κάτω τους είναι ο κύριος μοχλός απώλειας πάγου από μεγάλους παγετώνες της Δυτικής Ανταρκτικής, συμπεριλαμβανομένων των παγετώνων Pine Island και Thwaites. Ως εκ τούτου, η καλύτερη κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων είναι κρίσιμη για τη βελτίωση των προβλέψεων για τη συμβολή της Ανταρκτικής στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας».

Το αμερικανικό ερευνητικό πλοίο Nathaniel B. Palmer στο μέτωπο του πάγου του παγετώνα Thwaites, τραβηγμένο με drone. (Φωτογραφία: Alex Mazur)

Η εργασία πεδίου για αυτήν τη μελέτη διεξήχθη το 2022. Τον Ιανουάριο του 2024, η ομάδα επέστρεψε με τον Ran στο Dotson Ice Shelf για να επαναλάβει τις έρευνες, ελπίζοντας να τεκμηριώσει τις αλλαγές. Κατάφεραν να επαναλάβουν μόνο μία βουτιά κάτω από την παγοθήκη Dotson πριν ο Ραν εξαφανιστεί χωρίς ίχνος.

«Αν και λάβαμε πίσω πολύτιμα δεδομένα, δεν λάβαμε όλα όσα περιμέναμε. Αυτές οι επιστημονικές εξελίξεις έγιναν δυνατές χάρη στο μοναδικό υποβρύχιο που ήταν το Ran. Αυτή η έρευνα είναι απαραίτητη για να κατανοήσουμε το μέλλον του στρώματος πάγου της Ανταρκτικής και ελπίζουμε να μπορέσουμε να αντικαταστήσουμε τον Ran και να συνεχίσουμε αυτό το σημαντικό έργο», δήλωσε ο Wåhlin.

Παραπομπή: "Swirls and scoops: Ice-base melt found by multibeam imagery of an antarctic ice shelf", από τους Wahlin, A., et al δημοσιεύεται στο Science Advances .