Podvodni robot reševal uganko Antarktike

Morski led na Antarktiki je v resnici debelejši, kot smo domnevali do zdaj, so pokazali podatki in posnetki, ki jih je pod ledom zbral poseben podvodni robot.

Objavljeno
04. december 2014 13.22
Silvestra Rogelj Petrič, Znanost
Silvestra Rogelj Petrič, Znanost
Že nekaj let se klimatologi ubadajo z uganko, ki je ne znajo rešiti: po eni strani se vrstijo toplotni rekordi, od čedalje višjih temperatur do rekordnih suš in pospešenega taljenja ledenikov, po drugi strani pa z Antarktike poročajo o rekordni količini morskega ledu, ki še narašča – počasi sicer, a vendarle.

Prav pred nekaj tedni je led na Antarktiki že tretje leto zapored presegel rekordni obseg. Konec septembra je prekrival več kot 20,15 milijona kvadratnih kilometrov morske površine in s tem potolkel rekordno količino v lanskem letu.

Mar to pomeni, da opozorila o globalnem segrevanju ne veljajo? Klimatologi odkimavajo. Na nasprotnem polu, na Arktiki okoli severnega tečaja, se namreč dogaja natanko to, kar bi pričakovali ob podatkih, da se naše ozračje segreva. Leta 2012 je bilo tam najmanj morskega ledu, odkar opravljamo satelitske meritve, letos ga je bilo resda nekoliko več, a še zmeraj bistveno manj, kot bi pričakovali. Po izračunih klimatologov je Arktika v zadnjem desetletju izgubila kar 13 odstotkov ledu, Antarktika pa ga je pridobila za odstotek do dva. Kako to pojasniti?

Odgovor pod vodo

Raziskovalci so se po odgovor odpravili pod vodo – ne sicer dobesedno, ampak so z ledolomilca med dvema raziskovalnima križarjenjema pod morski led spustili posebej skonstruiranega robota. Ta minipodmornici podobna naprava z uradnim imenom avtonomno podvodno plovilo (AUV – autonomous underwater vehicle), imenovana SeaBED, morska postelja, je 30 metrov pod površjem z navzgor obrnjenim sonarjem merila debelino in strukturo ledu, plavajočega nad njo.

V štirih letih, ko je AUV prečesaval površino, skupaj večjo od 500.000 kvadratnih kilometrov, je raziskovalcem priskrbel posnetke ledu in podatke, ki jih ni bilo mogoče izmeriti na noben drug način. Debelino morskega ledu sicer merijo sateliti z opazovanjem iz vesolja, vendar njihove meritve zaradi snega na ledu niso vedno zanesljive. Prav tako jo merijo z vrtanjem v led in opazovanjem z ladij, ki pa imajo do nekaterih območij zaradi ledu le omejen dostop ali sploh ne morejo do njih.

Poleg tega je s plavajočim morskim ledom na Antarktiki podobno kot z ledenimi gorami: večina ledu je pod vodo, skrita satelitom, ki spremljajo sezonski morski led. Ker se je do najdebelejšega ledu najtežje prebiti, so njegove neposredne meritve z ladij ali z vrtanjem pravzaprav neizvedljive. Zaradi teh težav so posnetki ledu in podatki, ki jih je priskrbel AUV, neprecenljivi. Omogočili so, da smo dobili nov, do zdaj najbolj natančen tridimenzionalni atlas podvodnega morskega ledu na Antarktiki. Kaj kaže?

Predvsem to, da je led debelejši, kot so nakazovali podatki iz satelitskih meritev ali iz omejenih meritev z ladij. Na izmerjenem območju, nekoliko večjem od pol milijona kvadratnih kilometrov, je led v povprečju debel od poldrugega do pet metrov in pol. Ponekod je njegova debelina celo 16 metrov. To je precej več, kot so nakazovale meritve z ladij.

Najdebelejši led je AUV izmeril v Bellingshausnovem morju, in sicer je tam meril kar 20 metrov. V Weddellovem morju je izmeril 14 metrov debelega, nedaleč od Wilkesove dežele pa je naletel na led, debel 16 metrov.

Pomen debeline ledu

Zakaj je merjenje debeline morskega ledu pomembno? Ted Maksym, oceanograf z Oceanografskega inštituta Woods Hole (WHOI) v ameriški zvezni državi Massachusetts, ki je izvedel odpravo z AUV, pojasnjuje, da je poznavanje debeline ledu ključno za razumevanje, kaj pospešuje nastanek morskega ledu. Klimatologi morajo namreč vedeti, ali širjenje morskega ledu pomeni tudi njegovo podvodno debeljenje oziroma zgoščevanje. Brez tega podatka uvodoma omenjene uganke ne morejo rešiti.

»Če ne vemo, koliko ledu je zares tam, ne moremo ovrednotiti modelov, s katerimi pojasnjujemo delovanje podnebja,« meni Maksym. »Zdaj kaže, da imamo ponekod kar precej ledu, ki ga doslej v raziskovalnih modelih nismo upoštevali.«

Analizo podatkov, ki jih je priskrbel AUV, so raziskovalci z Oceanografskega inštituta Woods Hole objavili v najnovejši številki revije Nature Geoscience. V njej poročajo, da je bil led, ki ga je AUV izmeril, v prvem letu rasti. Podatek je pomemben, kajti večletni led (to je led, ki preživi več kot eno samo poletno sezono taljenja) je bolj podvržen neenakomernemu zgoščevanju in debeljenju, zaradi katerega nastajajo deformacije in grebeni.

Po prejšnjih ocenah o povprečni debelini prvoletnega antarktičnega morskega ledu, ki segajo vsaj do leta 1986, naj ta ne bi presegala enega metra. Dolgo pa je že znano, da obstaja precej bolj debel večletni plavajoči led, še zlasti blizu obale Antarktičnega polotoka, kjer grebeni v morskem ledu dosežejo tudi velikost hiše.

Nujne so ponovitve

Čeprav je nova raziskava zelo pomembna, tako s podatkovnega kot z inovacijsko-tehnološkega vidika, pa Maksym priznava, da sama po sebi ne bo izpolnila namena, če je ne bodo ponovili še na drugih območjih in po možnosti v različnih letnih časih in v več letih. Ob koncu zime je namreč okoli Antarktike kar 20 milijonov kvadratnih kilometrov morja pod ledom – torej vsaj toliko, kolikor meri celotno ozemlje Rusije. AUV je doslej utegnil pregledati led zgolj na četrtini te površine.

Le če bodo zdaj dobljene rezultate potrdile nadaljnje raziskave, bo utemeljeno sklepati, da je morski led ob Antarktiki bolj odporen proti globalnemu segrevanju, kot smo menili doslej, ugotavlja Maksym. Poleg tega, dodaja, bodo spremembe v morskem ledu vplivale na ledenike na kopnem in tudi na prostoplavajoče ledene plošče, še zlasti ob segrevajočem se Antarktičnem polotoku, kjer se je nekaj ledenih podvodnih plošč že dramatično odlomilo in odplavalo v ocean.

Uganke še nismo rešili

Odgovora na vprašanje, kaj je vzrok sedanjega večanja obsega morskega ledu na Antarktiki, pa še nekaj časa ne bomo poznali, priznavajo klimatologi. Ali gre za spremembe v morskih tokovih, povezane z večjim dotokom sveže, hladnejše podpovršinske vode iz talečih se ledenikov, ki odteka z velikih kontinentalnih ledenih plošč? Za zdaj tega ne vemo.

Vemo pa že, da ima debelejši morski led na Antarktiki precejšnje posledice. Debelina ledu namreč neposredno vpliva na izmenjavo energije med oceanom in ozračjem nad njim. Brez ledenega pokrova bi iz oceana v ozračje ušlo preveč toplote. In čeprav je led učinkovit izolator, potem ko doseže določeno debelino, postanejo v njem zelo pomembne razne odprtine, znane kot vodila (to so dolgi ravni kanali) in polinije, po ruski besedi poimenovane velike odprtine, podobne jezerom. Te v ledeni oblogi delujejo kot nekakšni naravni ventili, skozi katere gredo v ozračje velike količine toplotne energije.

Kakršnakoli sprememba v razporeditvi debeline ledu lahko dramatično vpliva na točke, kjer nastanejo odprtine, in na njihovo trajanje. Zato je utemeljeno sklepati, da ima debelina morskega ledu na Antarktiki ključno vlogo v tako imenovanih povratnih zankah med morskim ledom in podnebjem, je prepričan Ted Maksym.