O kojoj misiji govorimo?
Prije 127 godina krenuo je norveški istraživač i istraživač Fridtjof Nansen
Ideja misije bila je ponovno stvoriti povijesno putovanje norveškog polarnog istraživača.
ImeMozaik(Interdisciplinary Drifting Observatory for Arctic Climate Research) odražava složenost i raznolikost ove ekspedicije.
U stvari, MOSAiC je prva cjelogodišnjaekspedicija na središnji Arktik proučavajući klimatski sustav regije. Projekt, s ukupnim proračunom od preko 140 milijuna eura, razvio je međunarodni konzorcij vodećih polarnih istraživačkih instituta pod vodstvom Instituta Alfred Wegener i Helmholtz-ovog centra za polarna i morska istraživanja (AWI).
Što je misija proučavala?
Polarstern je proveo godinu dana na polarnom sjeveru.Inače, većinu ovog vremena njegovi su motori bili isključeni. Kao rezultat toga, mogao je jednostavno lebdjeti po morskom ledu. To je učinilo prikupljanje podataka preciznijim, a samu misiju održivijom.
Dakle, što su znanstvenici željeli otkriti? Nisu bili zabrinuti samo za klimu Arktika, stručnjaci su nastojali shvatiti kako se ona točno mijenja.
Međunarodni stručnjaci proveli su istraživanje u 5 glavnih područja interesa. Studirao u raznim znanstvenim laboratorijimaatmosfera, ocean, morski led Iekosustava Arktik.
Atmosfera
Posljedice nigdje drugdje na našem planetuklimatske promjene nisu toliko raširene i očite kao na Arktiku. Razumijevanje ovih učinaka glavni je cilj mjerenja koja će se poduzeti tijekom ekspedicije MOSAiC. Mjerenja su provedena od površine leda do gornjih slojeva stratosfere na nadmorskoj visini od 35 km.
Izvor
Istraživači su posebnu pozornost posvetilimali lokalni procesi na površini leda i oceana, karakteristike arktičkih oblaka. I također kako različite vrste oblaka utječu na sunčevu svjetlost i emitiraju vlastito toplinsko zračenje. Stručnjaci su također proučavali snježne padaline na Arktiku: kako se snijeg prvo formira u oblacima i kako na taj proces utječu sitne čestice aerosola i kapljice u atmosferi regije.
Kad god malipukotina, velika količina topline i vodene pare prodire duboko u atmosferu, zagrijavajući je. A zahvaljujući klimatskim promjenama, te pukotine nastaju puno češće. Štoviše, vodena para koja pukne kroz pukotine uzrokuje stvaranje oblaka, koji zauzvrat dramatično mijenjaju toplinsku ravnotežu Arktika. Imaju li učinak zagrijavanja ili hlađenja ovisi o visini i karakteristikama oblaka - to su znanstvenici pokušavali saznati. Uz to, pitali su se jesu li ovi oblaci uglavnom sastavljeni od kristala leda ili, usprkos niskim temperaturama na Srednjem Arktiku, kapljica tekuće vode?
ocean
Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća istraživačiviše puta su proučavali Arktički ocean i, na primjer, temperaturu vode ili struje na različitim dubinama. Međutim, ovaj se istraživački rad uglavnom sastojao od povremenih posjeta regijama ledolomcima ili kratkim istraživačkim letovima tijekom ljetnih mjeseci. Sukladno tome, većina podataka prikupljena je tijekom samo nekoliko (ljetnih) mjeseci. Tijekom ekspedicije MOSAiC znanstvenici su po prvi put bili u mogućnosti pratiti širok raspon fizičkih parametara tijekom cijele godine koristeći distribuiranu mrežu stvorenu na santi leda.
Jedan od središnjih istraživačkih zadataka,koje je isporučio MOSAiC, kako bi se bolje razumjelo kako se morski led razvija. Rad oceanografa bio je posebno usmjeren na cirkulaciju oceana u gornjim slojevima vode. Naime, na velikoj cirkulaciji oceanskih struja koje nose ogromne količine vode u i iz Arktika.
Led
Klimatske promjene transformiraju Arktikmorski led. Danas je tanji, mlađi i skloniji zanošenju od tradicionalnog višesezonskog čopornog leda debljine nekoliko metara. Ali led nije samo jasno vidljiva prepreka između oceana i atmosfere; također ima velik utjecaj na različite procese koji se odvijaju u obojici.
Uz to, morski led komuniciraarktički ekosustav i tvari koje proizvode arktički organizmi. Oni, pak, kontroliraju biogeokemijske procese u cijelom sustavu regije. U svjetlu ovih složenih međusobnih veza postavlja se životno pitanje: s obzirom na promjene leda, kako se mijenja klima na Arktiku i kako će to utjecati na klimu u drugim dijelovima Zemlje?
Izvor
Sukladno tome, morski led kao središnjielement klime i ekosustava Arktika postao je jedan od glavnih pravaca istraživanja ekspedicije MOSAiC. Po prvi su put istraživači imali mogućnost kontinuiranog praćenja promjena na ledu tijekom svake sezone.
Evo glavnih pitanja koja su znanstvenici postavili
- Kada spakiraju ledene grebene ili kanale u obliku leda? Kako oceanske struje i vjetrovi u atmosferi uzrokuju zanošenje leda?
- Kako se mijenjaju lokalna i regionalna razmjenaenergije kod promjene debljine i karakteristika snijega i morskog leda? Kako promjene u odgovarajućim sezonama utječu na ukupni godišnji bilans? A kako ti procesi i promjene izgledaju na satelitima i u modelima?
- Koje korake treba poduzeti da se poboljšarazumjeti stanje morskog leda i u konačnici napraviti bolja predviđanja? Te studije izravno integriraju nalaze oceanografa i, pak, služe kao osnova za studije koje je provodio atmosferski tim.
ekosustav
Središnji dio Arktičkog oceana -jedno od najekstremnijih staništa na Zemlji. Mjeseci potpunog mraka, temperatura vode ispod ništice i morski led tijekom većeg dijela godine među mnogim su jedinstvenim prirodnim uvjetima regije. Iako svi izgledaju ekstremno iz ljudske perspektive, Arktički ocean dom je tisućama vrsta sićušnih biljaka (mikroalgi) i životinja. Žive unutar ili pričvršćeni za morski led u vodenom stupcu (plankton), kao i u vodama i na morskom dnu.
Iako je tijekom posljednjih desetljeća postignutoznačajan napredak u proučavanju arktičkog ekosustava, razumijevanje njegovog funkcioniranja ostaje važan doprinos znanstvenika MOSAiC-a. Cjelogodišnje uzorkovanje i eksperimentalni rad biologa pružili su jedinstveno razumijevanje cjelokupne prehrambene mreže i važnosti njezinih članova.
Za bolje razumijevanje jedinstvenog ekosustavaregiji, biolozi MOSAiC-a uzeli su uzorke leda i vode koristeći širok raspon instrumenata. Provedeni su mnogi pokusi kako bi se proučavale interakcije hranidbene mreže i reakcije na promjene u okolišu.
Razumijevanje arktičkog ekosustava sada imakritično jer Arktički ocean prolazi kroz dramatične promjene u okolišu gubitkom ljetnog morskog leda i porastom temperature vode. Istraživanje MOSAiC prekretnica je u oblikovanju sljedećih desetljeća arktičkih morskih bioloških istraživanja. Uz to, rezultati mogu usmjeriti društvo u pravom smjeru pri donošenju strateških odluka o klimatskim promjenama.
Što ste saznali?
Na brodu RV Polarstern i na morskom ledu poredon je u takozvanom ledenom kampu stvorio velika istraživačka središta posvećena ključnim aspektima zajedničkog arktičkog klimatskog sustava.
Vođa ekspedicije, profesor Markus Rex, vratio se s važnim upozorenjem čovječanstvu. "Morski led umire", upozorio je.
“Ova je regija u opasnosti.Mogli smo biti svjedoci kako led nestaje čak i na područjima gdje je trebao biti debeo nekoliko metara, čak i na samom Sjevernom polu - ovog leda više nema ", - rekao je znanstvenik s Instituta Alfred Wegener tijekom konferencije za novinare u Bremerhavenu ...
Izvor
Ljeti su se osobno uvjerili istraživačidramatičnog utjecaja globalnog zatopljenja na led u regiji, za kojeg čelnik misije Marcus Rex smatra da je "epicentar klimatskih promjena".
"Mogli smo vidjeti široke dijelove otvorene vode,dosežući gotovo do pola, okružen ledom, koji je prošaran rupama stvorenim masivnim topljenjem ”, objašnjava Rex. Njegov glavni zaključak, koji bi svi trebali čuti: "Arktički led nestaje velikom brzinom." Opažanja istraživača potkrepljivale su slike američkih satelita koje pokazuju da je 2020. arktički morski led dosegao svoj drugi najniži ljetni minimum zabilježen od 2012. godine.
Analiza uzoraka misije
Misija Polarstern, nazvana MOZAIK,proveo je ukupno 389 dana prikupljajući podatke o atmosferi, oceanu, morskom ledu i ekosustavima kako bi pomogao procijeniti utjecaj klimatskih promjena na regiju i svijet. Za provođenje istraživanja morskog leda postavljena su četiri promatračka mjesta u radijusu do 40 km oko broda.
Istraživači sakupljaju uzorke vode ispod ledau polarnoj noći kako bi proučio plankton biljaka i bakterija i bolje razumio kako morski ekosustav funkcionira u ekstremnim uvjetima. Ekspedicija vrijedna 140 milijuna eura (165 milijuna USD) donijela je i više od 1.000 uzoraka leda na obalu.
Sad kad dolazi do Arktičke odisejeNa kraju će započeti ozbiljan rad na analizi uzoraka i podataka dobivenih ili zabilježenih na terenu. Postupak analize trajat će do dvije godine. Glavni je cilj razviti modele koji predviđaju kakve će vrućine, jake kiše ili oluje biti za 20, 50 ili 100 godina.
„Da bismo izgradili klimatske modele, trebamopromatranja na licu mjesta “, objasnio je Radians Kalmer, istraživačica sa Sveučilišta Colorado koja je bila na brodu Polarstern od lipnja do rujna, u intervjuu za AFP. Tim je dronovima mjerio temperaturu, vlažnost, pritisak i brzinu vjetra kako bi stvorio sliku stanja u regiji, što bi bilo "vrlo korisno za stvaranje točnog klimatskog modela", rekla je.
Misijske poteškoće
Od isplovljavanja broda iz Tromsøa,Norveška, 20. rujna 2019., tim je promatrao duge mjesece totalnog mraka, s temperaturama od -39,5 Celzijevih stupnjeva. Uz to, sudionici misije primijetili su oko 20 polarnih medvjeda. Zanemarivo za tako veliko polje istraživanja i godine promatranja.
U proljeće je misija bila gotovo poremećena zbog pandemijekoronavirus. Međutim, COVID-19 samo je nakratko prekinuo ekspediciju, ali ne zbog činjenice da su sudionici oboljeli. Ograničenja su prisilila brod da u određenom trenutku napusti led kako bi krenuo u sljedeću smjenu znanstvenika. Ostali brodovi i zrakoplovi trebali su odvesti sudionike izravno do Polarsterna, ali međunarodna ograničenja putovanja učinila su to gotovo nemogućim početkom i sredinom ove godine.
Tijekom ekspedicije nekoliko stotinaistraživači iz 20 zemalja proveli su vrijeme na njemačkom brodu koji je s ledom putovao vjetrovnom rutom, u biti ploveći ledenjacima. Samo putovanje predstavljalo je ogroman logistički izazov. Također je važno napomenuti problem hranjenja posade. Tijekom prva tri mjeseca brodski teret sastojao se od 14 000 jaja, 2000 litara mlijeka i 200 kg šveđanina.
Međutim, brodski kuhar Sven Schneider izjavio je da je onnije podcjenjivao važnost svoje uloge u misiji. "Moj posao bio je održavati moral 100 ljudi koji žive u potpunom mraku", rekao je u intervjuu za njemački tjednik Die Zeit.
Kakvu budućnost Arktik ima za čovječanstvo?
Vođa ekspedicije, profesor Markus, opisao je projekt MOSAiC kao ogroman uspjeh.
Objasnio je da masa podataka i uzoraka kojasada u vlasništvu istraživača, stvorit će točnu simulaciju. Znanstvenici ga koriste za predviđanje budućih klimatskih promjena, koje će biti puno pouzdanije.
Prema njegovim riječima, znanstvenici MOSAiC-a uspjeli su pokazati unutarnji rad složenog sata.
“Gledali smo sve elemente do raznihvijci ovog arktičkog sustava. I sada razumijemo čitav pokret bolje nego ikad prije. A možda možemo ponovno stvoriti ovaj arktički sustav na računalnom modelu ”, rekao je novinarima BBC-a.
Plutajući led povukao se na područje malo ispod 3,74milijuna kvadrata km (1,44 milijuna kvadratnih milja). Jedini put kada je taj minimum prekršen bilo je 2012. godine, kada je površina ledenog leda smanjena na 3,41 milijuna četvornih kilometara.
Trend opadanja je oko 13% tijekom desetljeća, u prosjeku za rujan.
"To odražava zagrijavanje na Arktiku", zaključujeProfesor Rex. "Led nestaje, a ako za nekoliko desetljeća imamo Arktik bez leda, to će ozbiljno utjecati na klimu širom svijeta."
Kako je tekla misija?
Jedne je godine brod Polarstern biosredište najveće arktičke istraživačke ekspedicije u povijesti, provevši čitav godišnji ciklus u lavirintu masivnog arktičkog leda. Istraživačko plovilo, vodeća tvrtka Instituta Alfred Wegener, dovršilo je svoju misiju i postalo simbolom njemačkih i međunarodnih polarnih istraživanja.
Izvorno pušten u rad 1982godine, Polarstern ostaje jedan od najmodernijih i najsvestranijih brodova za polarna istraživanja na svijetu. Između 1999. i 2001. brod je potpuno obnovljen i sada je opremljen najsuvremenijom opremom i tehnologijom.
Prolazeći oko 50 000 nautičkih milja godišnje,Polarstern je poduzeo znanstvena istraživanja, a također je opskrbio istraživačke stanice na Institutu Alfred Wegener, poput Neumayerove stanice III. Riječ je o istraživačkom institutu na Antarktiku koji se servisira tijekom cijele godine. Do 2019. Polarstern je prešao preko 1,7 milijuna nautičkih milja, što je približno 3,2 milijuna km.
CC licenca
Tandem Polarstern i MOSAiC
Čak i za pouzdani Polarstern i njegovo iskustvotima, ekspedicija MOSAiC predstavljala je ozbiljan izazov. Samo zahvaljujući posebnim tehničkim detaljima ovaj je brod mogao postati središte ekspedicije tako velike misije. Polarstern nije sposoban raditi samo u zoni pakiranog leda - morskog leda debljine najmanje 3 m, koji postoji više od 2 godišnja ciklusa rasta i otapanja. U obliku prostranih ledenih polja, promatra se uglavnom u arktičkom bazenu. Jednostavno rečeno, višegodišnji led.
Sa svojim čeličnim trupom s dvostrukim stijenkama i 20.000 konjskih snaga, Polarstern također lako probija debele slojeve leda zabijanjem.
Opremljen za dugotrajne operacijes arktičkim zimskim temperaturama do –50 ° C, Polarstern je također sposoban izdržati zimu u ledu polarnih mora. Međutim, unutrašnjost broda, u kojem radi i živi oko 100 istraživača, tehničara i članova posade MOSAiC-a, uopće nije hladna.
Također je Polarstern imao raznevozila - helikopteri, motorne sanke, pišteli itd. To je istraživačima omogućilo mjerenje i prikupljanje podataka ne samo u središnjem opservatoriju, već i u udaljenoj distribuiranoj mreži. Najmoderniji računalni sustavi osigurali su pouzdano i redovito bilježenje, pohranu i prijenos svih prikupljenih znanstvenih podataka.
Pročitajte i
Istraživanje: Zemljina se ekologija dramatično promijenila tijekom posljednjih 70 godina
Znanstvenici su promijenili strukturu solarne baterije i povećali njezinu učinkovitost za 125%
Na 3. dan bolesti, većina bolesnika s COVID-19 gubi smrad i često pate od curenja iz nosa