Milyen küldetésről beszélünk?
127 évvel ezelőtt indult útnak Fridtjof Nansen norvég felfedező és felfedező
A küldetés ötlete a norvég sarkkutató történelmi utazásának újbóli létrehozása volt.
NévMozaik(Interdiszciplináris Drifting Observatory for Arctic Climate Research) az expedíció összetettségét és sokszínűségét tükrözi.
Valójában a MOSAiC az első egész évbenexpedíció a Északi-sarkvidékre a régió klímarendszerét tanulmányozva. A több mint 140 millió eurós költségvetéssel rendelkező projektet az Alfred Wegener Intézet és a Helmholtz Sark- és Tengerkutatási Központ (AWI) vezetésével vezető poláris kutatóintézetekből álló nemzetközi konzorcium dolgozta ki.
Mit tanulmányozott a misszió?
A Polarstern egy évet töltött az északi sarkvidéken. Egyébként legtöbbször kikapcsolták a motorjait. Ennek eredményeként egyszerűen sodródhatott a tengeri jégen. Ez pontosabbá tette az adatgyűjtést, és maga a küldetés is fenntarthatóbbá vált.
Tehát mit akartak kideríteni a tudósok? Nemcsak az Északi-sark éghajlata foglalkoztatta őket, hanem a szakértők is azt akarták megérteni, hogyan változik pontosan.
Nemzetközi szakértők 5 fő érdeklődési területen végeztek kutatást. Különböző tudományos laboratóriumokban tanultlégkör, óceán, tengeri jég Ésökoszisztéma Sarkvidéki.
Légkör
A következmények sehol máshol a bolygónkonaz éghajlatváltozás nem olyan nagy és nyilvánvaló, mint az Északi-sarkvidéken. Ezen hatások megértése a MOSAiC expedíció során elvégzendő mérések fő célja. A méréseket a jégfelszíntől a sztratoszféra felső rétegeig, 35 km magasságban végeztük.
Forrás
A kutatók különös figyelmet fordítottak arrakis léptékű lokális folyamatok a jég és óceán felszínén, a sarkvidéki felhők jellemzői. És azt is, hogy a különböző típusú felhők hogyan hatnak a napfényre, és hogyan bocsátják ki saját hősugárzásukat. A szakértők az északi-sarkvidéki havazást is tanulmányozták: hogyan képződik először hó a felhőkben, és hogyan befolyásolják a folyamatot a régió légkörében lévő apró aeroszol részecskék és cseppek.
Valahányszor egy kicsirepedés, nagy mennyiségű hő és vízgőz mélyen behatol a légkörbe, felmelegítve azt. És az éghajlatváltozásnak köszönhetően ezek a repedések sokkal gyakoribbak. Sőt, a repedéseken keresztül távozó vízgőz felhők képződését okozza, amelyek viszont drámai módon megváltoztatják az Északi-sark hőháztartását. Hogy melegítő vagy hűtő hatásuk van-e, az a felhő magasságától és jellemzőitől függ - ezt próbálták kideríteni a tudósok. Ezenkívül arra is kíváncsi volt, hogy ezek a felhők főleg jégkristályokból állnak-e, vagy a Közép-sarkvidék alacsony hőmérséklete ellenére folyékony vízcseppek?
óceán
Az elmúlt néhány évtizedben a kutatóktöbbször is tanulmányozták a Jeges-tengert és például a víz hőmérsékletét vagy a különböző mélységű áramlatokat. Ez a kutatómunka azonban főként a régiók alkalmi látogatásából állt jégtörővel vagy rövid kutatórepülésekkel a nyári hónapokban. Ennek megfelelően az adatok nagy részét mindössze néhány (nyári) hónap alatt gyűjtötték össze. A MOSAiC expedíció során a tudósok először nyomon követhették a fizikai paraméterek széles skáláját az év során a jégtáblán létrehozott elosztott hálózat segítségével.
Az egyik központi kutatási feladat,amelyet a MOSAiC szállított, hogy jobban megértsék a tengeri jég fejlődését. Az okeanográfusok munkája különösen az óceán keringésére irányult a víz felső rétegeiben. Mégpedig az óceáni áramlatok nagy mennyiségű cirkulációján, amelyek hatalmas mennyiségű vizet szállítanak az Északi-sarkvidékre és onnan ki.
Jég
Az éghajlatváltozás átalakítja az Északi-sarkottengeri jég. Ma vékonyabb, fiatalabb és hajlamosabb sodródni, mint a hagyományos több évszakos, több méter vastag jégzsák. De a jég nem csak egy jól látható gát az óceán és a légkör között; nagy hatással van mindkettőjükben zajló különféle folyamatokra is.
Ezenkívül a tengeri jég kölcsönhatásba lépsarkvidéki ökoszisztéma és a sarkvidéki élőlények által termelt anyagok. Viszont a régió egészében ellenőrzik a biogeokémiai folyamatokat. Ezen összetett összefüggések fényében létfontosságú kérdés merül fel: a jég változásai miatt hogyan változik az Északi-sarkvidék éghajlata, és ez milyen hatással lesz a Föld más részeinek éghajlatára?
Forrás
Ennek megfelelően a tengeri jég központiaz Északi-sarkvidék éghajlatának és ökoszisztémájának egyik eleme a MOSAiC expedíció egyik fő kutatási területe lett. Első alkalommal a kutatók képesek voltak folyamatosan nyomon követni a jég változását minden évszakban.
Itt vannak a fő kérdések, amelyeket a tudósok feltettek
- Mikor csomagolják jéggerinceket vagy csatornákat jég formában? Hogyan okozhatják a jég sodródását az óceáni áramlatok és a légkörben lévő szelek?
- Hogyan változnak a helyi és regionális cserékenergia a hó és a tengeri jég vastagságának és jellemzőinek megváltoztatásakor? Hogyan befolyásolják az adott évszakokban bekövetkezett változások a teljes éves egyenleget? És hogy néznek ki ezek a folyamatok és változások a műholdakon és a modellvizsgálatokon?
- Milyen lépéseket kell tenni a jobb érdekébenmegérteni a tengeri jég állapotát, és végül jobb előrejelzéseket tenni? Ezek a tanulmányok közvetlenül ötvözik az okeanográfusok megállapításait, és viszont alapul szolgálnak a légköri csoport által végzett kutatáshoz.
ökoszisztéma
A Jeges-tenger központi része -a Föld egyik legszélsőségesebb élőhelye. A hónapokig tartó teljes sötétség, a fagypont alatti vízhőmérséklet és a tengeri jég az év nagy részében a régió számos egyedülálló természeti adottsága közé tartozik. Bár emberi szemmel nézve mindegyik szélsőségesnek tűnik, a Jeges-tenger apró növények (mikroalgák) és állatok ezreinek ad otthont. A vízoszlopban (planktonban), valamint a vizekben és a tengerfenéken a tengeri jégen belül vagy ahhoz kötődve élnek.
Bár az elmúlt évtizedekben sikerült elérnijelentős előrelépés az északi-sarkvidéki ökoszisztéma tanulmányozásában, működésének megértése továbbra is a MOSAiC tudósainak fontos hozzájárulása. A biológusok egész éves mintavétele és kísérleti munkája egyedülálló megértést adott az egész táplálékhálóról és annak tagjainak fontosságáról.
Az egyedülálló ökoszisztéma jobb megértése érdekébenrégióban a MOSAiC biológusai műszerek széles skálájával vettek jég- és vízmintákat. Számos kísérletet végeztek az élelmiszerhálózat kölcsönhatásainak és a környezeti változásokra adott válaszainak tanulmányozására.
Az Északi-sarkvidék ökoszisztémájának megértése már megvankritikus, mivel a Jeges-tenger drámai környezeti változásokon megy keresztül a nyári tengeri jég csökkenésével és a víz hőmérsékletének emelkedésével. A MOSAiC kutatása mérföldkő az északi-sarkvidéki tengerbiológiai kutatások következő évtizedeinek kialakításában. Ezenkívül az eredmények jó irányba terelhetik a társadalmat az éghajlatváltozással kapcsolatos stratégiai döntések meghozatalakor.
Mit tudtál meg?
Az RV Polarstern fedélzetén és a melletti tengeri jégenaz úgynevezett jégtáborban nagyszabású kutatóközpontokat hozott létre, amelyek a közös sarkvidéki éghajlati rendszer kulcsfontosságú elemeit szentelik.
Az expedíció vezetője, Markus Rex professzor fontos figyelmeztetéssel tért vissza az emberiség felé. - A tengeri jég haldoklik - figyelmeztetett.
„Ez a régió veszélyben van.Tanúi lehettünk annak, hogyan tűnik el a jég még azokon a területeken is, ahol több méter vastagságúnak kellett lennie, még az Északi-sarknál is - ez a jég már nincs meg ”- mondta az Alfred Wegener Intézet tudósa egy bremerhaveni sajtótájékoztatón. ...
Forrás
Nyáron a kutatók személyesen meg voltak róla győződvea globális felmelegedés jégre gyakorolt drámai hatása a régióban, amelyet Marcus Rex misszióvezető szerint "a klímaváltozás epicentrumának" tartanak.
- A nyílt víz széles szakaszait láthattuk,majdnem a pólusig ér, jég veszi körül, amely hatalmas olvadás által létrehozott lyukakkal van tele ”- magyarázza Rex. Fő következtetése, amelyet mindenkinek hallania kell: "A sarkvidéki jég hatalmas sebességgel tűnik el." A kutatók megfigyeléseit megerősítették az amerikai műholdak képei, amelyek azt mutatják, hogy 2020-ban az északi-sarkvidéki tengeri jég elérte a második legalacsonyabb nyári minimumot 2012 óta.
A küldetésminták elemzése
A MOSAIC névre keresztelt Polarstern misszióösszesen 389 napot töltött a légkörre, az óceánra, a tengeri jégre és az ökoszisztémákra vonatkozó adatok gyűjtésével, hogy segítsen felmérni az éghajlatváltozásnak a régióra és a világra gyakorolt hatását. A tengeri jégen végzett kutatások elvégzéséhez négy megfigyelő állomást telepítettek a hajó körül 40 km-es körzetben.
A kutatók vízmintákat gyűjtenek a jég alóla sarki éjszakán a növények és baktériumok planktonjának tanulmányozása és a tengeri ökoszisztéma extrém körülmények között történő jobb megértése érdekében. A 140 millió eurós (165 millió dolláros) expedíció több mint 1000 jégmintát is partra hozott.
Most, hogy az Északi-sarkvidéki Odüsszeia elérkezikVégül komoly munka kezdődik a minták és a terepen megszerzett vagy rögzített adatok elemzésével. Az elemzési folyamat akár két évet is igénybe vehet. A fő cél olyan modellek kidolgozása, amelyek megjósolják, hogy milyen kánikula, heves esőzés vagy vihar lesz 20, 50 vagy 100 év múlva.
„Klímamodellek felépítéséhez szükségünk vanhelyszíni megfigyelések ”- magyarázta Radians Kalmer, a Colorado Egyetem női kutatója, aki júniustól szeptemberig volt a Polarstern fedélzetén, az AFP-nek adott interjúban. A csapat drónokkal mérte meg a hőmérsékletet, a páratartalmat, a nyomást és a szélsebességet, hogy képet alkosson a régió viszonyairól, ami "nagyon hasznos lenne a pontos éghajlati modell létrehozásához" - mondta.
Missziós nehézségek
Attól a pillanattól kezdve, hogy a hajó elindult Tromsøból,Norvégia, 2019. szeptember 20-án a csapat hosszú hónapokig teljes sötétséget figyelt meg, hőmérséklet -39,5 Celsius-ig. Ezenkívül a misszió résztvevői körülbelül 20 jegesmedvére figyeltek fel. Elhanyagolható egy ilyen hatalmas kutatási terület és több éves megfigyelés miatt.
Tavasszal a misszió szinte megszakadt a járvány miattkoronavírus. A COVID-19 azonban csak rövid ideig szakította meg az expedíciót, de nem annak a ténynek köszönhető, hogy a résztvevők megbetegedtek. A korlátozások arra kényszerítették a hajót, hogy valamikor elhagyja a jeget, hogy a következő tudósváltásra indulhasson. Más hajók és repülőgépek állítólag közvetlenül a Polarsternbe vitték a résztvevőket, de a nemzetközi utazási korlátozások ezt az év elején és közepén szinte lehetetlenné tették.
Az expedíció során több százan20 ország kutatói töltöttek időt egy német hajó fedélzetén, amely jéggel haladt a szél útvonalán, lényegében a gleccsereken sodródva. Maga az utazás hatalmas logisztikai kihívást jelentett. Fontos megjegyezni a legénység etetésének problémáját is. Az első három hónap során a hajó rakománya 14 000 tojásból, 2000 liter tejből és 200 kg svédből állt.
A hajó séfje, Sven Schneider azonban kijelentette, hogy őnem becsülte alá a misszióban betöltött szerepének fontosságát. "Az én feladatom az volt, hogy fenntartsam 100 teljes sötétségben élő ember morálját" - mondta a Die Zeit német hetilapnak adott interjújában.
Milyen jövőt vár az Északi-sark az emberiség számára?
Az expedíció vezetője, Markus professzor a MOSAiC projektet hatalmas sikernek minősítette.
Kifejtette, hogy az adatok tömege és a mintákmost a kutatók tulajdonában lesz, pontos szimulációt fog létrehozni. A tudósok a jövőbeni klímaváltozás előrejelzésére használják, amely sokkal megbízhatóbb lesz.
Elmondása szerint a MOSAiC tudósainak sikerült bemutatniuk egy bonyolult óra belső működését.
„Megvizsgáltuk az összes elemet a különbözőigennek a sarkvidéki rendszernek a csavarjai. És most jobban megértjük az egész mozgalmat, mint valaha. És talán ezt a sarkvidéki rendszert számítógépes modellel is újrateremthetjük ”- mondta a BBC újságíróinak.
Az úszó jég alig 3,74 alatti területre vonult visszamillió négyzetméter km (1,44 millió négyzetkilométer). Ezt a minimumot csak 2012-ben sikerült megtörni, amikor a csomagolt jég területe 3,41 millió négyzetkilométerre zsugorodott.
A csökkenő tendencia az évtized során körülbelül 13%, átlagosan szeptemberre.
"Ez tükrözi az északi-sarkvidéki felmelegedést" - zárulRex professzor. "A jég eltűnik, és ha néhány évtized múlva jégmentes sarkvidékünk van, az komoly hatással lesz a világ éghajlatára."
Hogyan sikerült a küldetés?
Egy évig a Polarstern hajója volta történelem legnagyobb sarkvidéki kutatási expedíciójának központja, amely egy egész éves ciklust tölt el hatalmas sarkvidéki jég útvesztőjében. A kutatóhajó, az Alfred Wegener Intézet zászlóshajója, befejezte küldetését, és mind a német, mind a nemzetközi polárkutatás szimbólumává vált.
Eredetileg 1982-ben helyezték üzembeévben a Polarstern továbbra is az egyik legmodernebb és legsokoldalúbb sarkkutató hajó a világon. 1999 és 2001 között a hajót teljesen felújították, és mára a legújabb berendezésekkel és technológiával szerelték fel.
Körülbelül 50 000 tengeri mérföldet tett meg évente,A Polarstern tudományos kutatásokat végzett, és feltöltötte az Alfred Wegener Intézet olyan kutatóállomásainak tartalékait is, mint a Neumayer Station III. Az Antarktiszon működő kutatóintézet egész évben üzemel. 2019-ig a Polarstern több mint 1,7 millió tengeri mérföldet tett meg, ami megközelítőleg 3,2 millió km.
CC engedély
Tandem Polarstern és a MOSAiC
Még a megbízható Polarsternnek és tapasztaltnak iscsapat, a MOSAiC expedíció komoly kihívást jelentett. Csak a különleges műszaki részleteknek köszönhetően válhatott ez a hajó egy ilyen nagyszabású expedíció központjává. A Polarstern nem csak a tömbjégzónában képes dolgozni – a legalább 3 m vastag tengeri jégen, amely több mint 2 éves növekedési és olvadási cikluson keresztül létezik. Kiterjedt jégmezők formájában elsősorban a sarkvidéki medencében figyelhető meg. Egyszerűen fogalmazva, több éves jég.
Duplafalú acéltörzsének és 20 000 lóerős teljesítményének köszönhetően a Polarstern döngöléssel könnyedén áttöri a vastag jégrétegeket is.
Hosszú távú műveletekre felszerelvea sarkvidéki téli hőmérséklet –50 ° C-ig, a Polarstern is képes ellenállni a télnek a sarki tengerek jégében. A hajón belül azonban, ahol mintegy 100 kutató, technikus és a MOSAiC legénységének tagja dolgozik és él, egyáltalán nincs hideg.
A Polarsternnek is voltak különfélejárművek - helikopterek, motoros szánok, Pistenbullies stb. Ez lehetővé tette a kutatók számára, hogy adatokat mérjenek és gyűjtsenek nemcsak a központi obszervatóriumban, hanem egy távoli elosztott hálózatban is. A legmodernebb fedélzeti számítógépes rendszerek biztosították az összes összegyűjtött tudományos adat megbízható és rendszeres rögzítését, tárolását és továbbítását.
Olvassa el
Kutatás: A Föld ökológiája drámai módon megváltozott az elmúlt 70 évben
A tudósok megváltoztatták a napelem elemét és 125% -kal növelték annak hatékonyságát
A betegség 3. napján a legtöbb COVID-19 beteg elveszíti szaglásérzetét, és gyakran orrfolyástól szenved