De que missão estamos falando?
Há 127 anos, o explorador e explorador norueguês Fridtjof Nansen partiu
A ideia da missão era recriar a jornada histórica do explorador polar norueguês.
NomeMosaico(Observatório Interdisciplinar de Deriva para Pesquisa Climática do Ártico) reflete a complexidade e diversidade desta expedição.
Na verdade, MOSAiC é o primeiro durante todo o anoexpedição ao Ártico central estudando o sistema climático da região. O projeto, com um orçamento total de mais de 140 milhões de euros, foi desenvolvido por um consórcio internacional de institutos de pesquisa polares líderes liderado pelo Instituto Alfred Wegener e o Centro Helmholtz para Pesquisa Polar e Marinha (AWI).
O que a missão estudou?
O Polarstern passou um ano no pólo norte.A propósito, na maior parte do tempo seus motores estavam desligados. Como resultado, ele poderia simplesmente flutuar no gelo marinho. Isso tornou a coleta de dados mais precisa e a própria missão mais sustentável.
Então, o que os cientistas queriam descobrir? Eles não estavam preocupados apenas com o clima do Ártico, os especialistas procuravam entender exatamente como ele estava mudando.
Especialistas internacionais conduziram pesquisas em 5 áreas principais de interesse. Estudou em vários laboratórios científicosatmosfera, oceano, gelo marinho EecossistemaÁrtico.
Atmosfera
Consequências em nenhum outro lugar do nosso planetaas mudanças climáticas não são tão grandes e óbvias como no Ártico. Compreender esses efeitos é o principal objetivo das medições que serão feitas durante a expedição do MOSAiC. As medições foram realizadas desde a superfície do gelo até as camadas superiores da estratosfera a uma altitude de 35 km.
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Os pesquisadores têm prestado atenção especialprocessos locais de pequena escala na superfície do gelo e do oceano, características das nuvens do Ártico. E também como diferentes tipos de nuvens afetam a luz solar e emitem sua própria radiação térmica. Os especialistas também estudaram a queda de neve no Ártico: como a neve se forma inicialmente nas nuvens e como o processo é afetado por minúsculas partículas de aerossol e gotículas na atmosfera da região.
Sempre que um pequenocrack, uma grande quantidade de calor e vapor de água penetra profundamente na atmosfera, aquecendo-a. E, graças às mudanças climáticas, essas rachaduras estão se formando com muito mais frequência. Além disso, o vapor de água que escapa por rachaduras causa a formação de nuvens, que, por sua vez, alteram dramaticamente o equilíbrio térmico do Ártico. Se eles têm um efeito de aquecimento ou resfriamento depende da altura e das características da respectiva nuvem - isso é o que os cientistas estavam tentando descobrir. Além disso, eles se perguntaram se essas nuvens eram compostas principalmente de cristais de gelo ou, apesar das baixas temperaturas no Ártico Central, de gotículas de água líquida?
oceano
Nas últimas décadas, pesquisadoresestudaram repetidamente o Oceano Ártico e, por exemplo, a temperatura da água ou correntes em diferentes profundidades. No entanto, este trabalho de investigação consistiu principalmente em visitas ocasionais às regiões através de navios quebra-gelo ou em voos de investigação curtos durante os meses de verão. Assim, a maior parte dos dados foi recolhida durante apenas alguns meses (verão). Durante a expedição MOSAiC, os cientistas conseguiram pela primeira vez rastrear uma ampla gama de parâmetros físicos ao longo do ano, utilizando uma rede distribuída criada no bloco de gelo.
Uma das tarefas centrais de pesquisa,que foi fornecido pela MOSAiC, para fornecer uma melhor compreensão de como o gelo marinho evolui. O trabalho dos oceanógrafos tem se concentrado especialmente na circulação do oceano nas camadas superiores da água. Ou seja, na circulação em grande escala das correntes oceânicas que transportam grandes quantidades de água para dentro e para fora do Ártico.
Gelo
A mudança climática está transformando o Árticogelo do mar. Hoje é mais fino, mais jovem e mais sujeito à deriva do que o bloco de gelo multi-estações tradicional com vários metros de espessura. Mas o gelo não é apenas uma barreira claramente visível entre o oceano e a atmosfera; também tem uma grande influência nos vários processos que ocorrem em ambos.
Além disso, o gelo marinho interage comecossistema ártico e substâncias produzidas por organismos árticos. Eles, por sua vez, controlam os processos biogeoquímicos em todo o sistema da região. À luz dessas interconexões complexas, surge uma questão vital: dadas as mudanças no gelo, como está mudando o clima no Ártico e como isso afetará o clima em outras partes da Terra?
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Assim, o gelo marinho é centralum elemento do clima e dos ecossistemas do Ártico se tornou uma das principais áreas de pesquisa da expedição MOSAiC. Pela primeira vez, os pesquisadores conseguiram monitorar continuamente as mudanças no gelo durante cada estação.
Aqui estão as principais perguntas que os cientistas fizeram
- Quando as cristas de gelo ou canais na forma de gelo embalam? Como as correntes oceânicas e os ventos na atmosfera causam o deslocamento do gelo?
- Como as trocas locais e regionais estão mudandoenergia ao alterar a espessura e as características da neve e do gelo marinho? Como as mudanças nas respectivas estações afetam o saldo anual geral? E como esses processos e mudanças aparecem nos satélites e nos estudos de modelo?
- Que passos precisam ser dados para melhorarcompreender a condição do gelo marinho e, por fim, fazer previsões melhores? Esses estudos combinam diretamente as descobertas dos oceanógrafos e, por sua vez, servem de base para as pesquisas conduzidas pela equipe atmosférica.
Ecossistema
Parte central do Oceano Ártico -um dos habitats mais extremos da Terra. Meses de escuridão total, temperaturas da água abaixo de zero e gelo marinho durante grande parte do ano estão entre as muitas condições naturais únicas da região. Embora todos pareçam extremos do ponto de vista humano, o Oceano Ártico é o lar de milhares de espécies de pequenas plantas (microalgas) e animais. Eles vivem dentro ou presos ao gelo marinho na coluna de água (plâncton), bem como nas águas e no fundo do mar.
Embora nas últimas décadas tenha sido alcançadoprogresso significativo no estudo do ecossistema ártico, a compreensão de seu funcionamento continua sendo uma importante contribuição dos cientistas do MOSAiC. Amostragem durante todo o ano e trabalho experimental de biólogos forneceram uma compreensão única de toda a teia alimentar e da importância de seus membros.
Para entender melhor o ecossistema únicoNa região, os biólogos do MOSAiC coletaram amostras de gelo e água usando uma ampla variedade de instrumentos. Muitos experimentos foram conduzidos para estudar as interações da cadeia alimentar e as respostas às mudanças ambientais.
Compreender o ecossistema do Ártico agoracrítica, pois o Oceano Ártico está passando por mudanças ambientais dramáticas com a perda de gelo marinho no verão e o aumento da temperatura da água. A pesquisa MOSAiC é um marco na formação das próximas décadas de pesquisa biológica marinha do Ártico. Além disso, os resultados podem orientar a sociedade na direção certa ao tomar decisões estratégicas sobre as mudanças climáticas.
O que você descobriu?
A bordo do RV Polarstern e no gelo marinho próximo aele, no chamado campo de gelo, criou centros de pesquisa em grande escala dedicados aos principais aspectos do sistema climático ártico conjunto.
O líder da expedição, Professor Markus Rex, voltou com um importante aviso à humanidade. “O gelo marinho está morrendo”, alertou.
“Esta região está em perigo.Pudemos testemunhar como o gelo desaparece mesmo nas áreas onde deveria ter vários metros de espessura, mesmo no próprio Pólo Norte - esse gelo não está mais lá ”, disse um cientista do Instituto Alfred Wegener durante entrevista coletiva em Bremerhaven ...
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No verão, os pesquisadores foram pessoalmente convencidos deo impacto dramático do aquecimento global no gelo na região, que o líder da missão, Marcus Rex, diz ser considerado o "epicentro das mudanças climáticas".
“Pudemos ver grandes extensões de águas abertas,chegando quase até o pólo, cercado por gelo, que foi crivado de buracos criados pelo derretimento maciço ”, explica Rex. Sua principal conclusão, que todos deveriam ouvir: "O gelo ártico está desaparecendo em uma velocidade tremenda." As observações dos pesquisadores foram corroboradas por imagens de satélites dos EUA mostrando que em 2020 o gelo do mar Ártico atingiu o segundo menor mínimo de verão registrado desde 2012.
Análise de amostras de missão
A missão Polarstern, apelidada de MOSAIC,passou um total de 389 dias coletando dados sobre a atmosfera, oceano, gelo marinho e ecossistemas para ajudar a avaliar o impacto das mudanças climáticas na região e no mundo. Para realizar pesquisas sobre o gelo marinho, quatro postos de observação foram instalados em um raio de até 40 km ao redor do navio.
Pesquisadores coletam amostras de água sob o gelona noite polar para estudar o plâncton de plantas e bactérias e compreender melhor como funciona o ecossistema marinho em condições extremas. A expedição de € 140 milhões (US $ 165 milhões) também trouxe mais de 1.000 amostras de gelo para terra.
Agora que a Odisséia Ártica está chegandoAo final, será iniciado um trabalho sério de análise de amostras e dados obtidos ou registrados em campo. O processo de análise pode levar até dois anos. O objetivo principal é desenvolver modelos que prevejam que tipo de ondas de calor, fortes chuvas ou tempestades ocorrerão em 20, 50 ou 100 anos.
“Para construir modelos climáticos, precisamosvigilância no local ”, explicou Radians Kalmer, pesquisadora da Universidade do Colorado que esteve a bordo do Polarstern de junho a setembro, em entrevista à AFP. A equipe usou drones para medir temperatura, umidade, pressão e velocidade do vento para criar um quadro das condições da região, o que seria "muito útil para criar um modelo climático preciso", disse ela.
Dificuldades de missão
A partir do momento em que o navio partiu de Tromsø,Noruega, 20 de setembro de 2019, a equipe observou longos meses de escuridão total, com temperaturas de até -39,5 graus Celsius. Além disso, os participantes da missão notaram cerca de 20 ursos polares. Insignificante para um campo tão vasto de pesquisa e anos de observação.
Na primavera, a missão quase foi interrompida devido à pandemiacoronavírus. No entanto, COVID-19 interrompeu a expedição apenas brevemente, mas não devido ao fato de os participantes terem adoecido. As restrições forçaram o navio a deixar o gelo em algum ponto para seguir para o próximo turno de cientistas. Outros navios e aeronaves deveriam levar os participantes diretamente para Polarstern, mas as restrições de viagens internacionais tornaram isso quase impossível no início e no meio deste ano.
Durante a expedição, várias centenaspesquisadores de 20 países passaram um tempo a bordo de um navio alemão que viajou com o gelo ao longo de uma rota de vento, essencialmente à deriva através de geleiras. A viagem em si foi um grande desafio logístico. Também é importante observar o problema de alimentação da tripulação. Durante os primeiros três meses, a carga do navio consistiu em 14.000 ovos, 2.000 litros de leite e 200 kg de suçoca.
No entanto, o chef do navio Sven Schneider afirmou quenão subestimou a importância de seu papel na missão. “Meu trabalho era manter o moral de 100 pessoas que viviam na escuridão total”, disse ele em uma entrevista ao semanário alemão Die Zeit.
Que futuro o Ártico reserva para a humanidade?
O líder da expedição, Professor Markus, descreveu o projeto MOSAiC como um grande sucesso.
Ele explicou que a massa de dados e amostras queagora propriedade de pesquisadores, criará uma simulação precisa. Os cientistas usam para prever mudanças climáticas futuras, que serão muito mais confiáveis.
Segundo ele, os cientistas do MOSAiC conseguiram mostrar o funcionamento interno de um intrincado relógio.
“Analisamos todos os elementos até os váriosparafusos deste sistema ártico. E agora entendemos todo o movimento melhor do que nunca. E talvez possamos recriar este sistema ártico em um modelo de computador ”, disse ele a repórteres da BBC.
O gelo flutuante recuou para uma área de pouco menos de 3,74milhões de quadrados km (1,44 milhões de milhas quadradas). A única vez que esse mínimo foi quebrado foi em 2012, quando a área de gelo acumulado encolheu para 3,41 milhões de quilômetros quadrados.
A tendência de queda é de cerca de 13% ao longo da década, em média para setembro.
“Isso reflete o aquecimento do Ártico”, concluiProfessor Rex. "O gelo está desaparecendo e, se tivermos um Ártico sem gelo em algumas décadas, isso terá um sério impacto no clima em todo o mundo."
Como foi a missão?
Por um ano, o navio Polarstern foio centro da maior expedição de exploração do Ártico da história, passando um ciclo de um ano inteiro em um labirinto de gelo ártico maciço. O navio de pesquisa, carro-chefe do Instituto Alfred Wegener, completou sua missão e se tornou um símbolo da pesquisa polar alemã e internacional.
Originalmente encomendado em 1982ano, o Polarstern continua sendo um dos navios de pesquisa polar mais modernos e versáteis do mundo. Entre 1999 e 2001, o navio foi totalmente reformado e agora está equipado com equipamentos e tecnologia de última geração.
Tendo viajado cerca de 50.000 milhas náuticas por ano,Polarstern realizou pesquisas científicas e também reabasteceu as reservas das estações de pesquisa do Instituto Alfred Wegener, como a Estação Neumayer III. É um instituto de pesquisa na Antártica, com atendimento o ano todo. Até 2019, a Polarstern percorreu mais de 1,7 milhão de milhas náuticas, o que corresponde a aproximadamente 3,2 milhões de km.
Licença CC
Tandem Polarstern e MOSAiC
Mesmo para o confiável Polarstern e seus experientesequipe, a expedição MOSAiC apresentou um sério desafio. Somente graças a detalhes técnicos especiais este navio poderia se tornar o centro de uma expedição de uma missão de tão grande escala. Polarstern não é apenas capaz de trabalhar na zona de gelo - gelo marinho com pelo menos 3 m de espessura, que existe há mais de 2 ciclos anuais de crescimento e derretimento. Na forma de extensos campos de gelo, é observado principalmente na bacia do Ártico. Simplificando, gelo plurianual.
Com seu casco de aço de parede dupla e 20.000 cavalos de potência, o Polarstern também rompe facilmente camadas espessas de gelo ao bater.
Equipado para operações de longo prazocom temperaturas de inverno ártico abaixo de -50 ° C, Polarstern também é capaz de resistir ao inverno no gelo dos mares polares. No entanto, dentro do navio, onde trabalham e vivem cerca de 100 pesquisadores, técnicos e tripulantes do MOSAiC, não faz frio nenhum.
Também Polarstern teve váriosveículos - helicópteros, snowmobiles, Pistenbullies, etc. Isso permitiu aos pesquisadores medir e coletar dados não apenas no observatório central, mas também em uma rede distribuída remota. Sistemas de computador de bordo de última geração garantiram registro, armazenamento e transmissão regulares e confiáveis de todos os dados científicos coletados.
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