Робот обеспечивает беспрецедентные виды под шельфовым ледником Антарктики

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 4 марта 2023 г., 18:30:42 MSK
  • 0 комментариев
  • 145 просмотров
С помощью подводного робота, известного как Icefin, американо-новозеландская исследовательская группа получила беспрецедентный взгляд внутрь расщелины в ледяном потоке Камб, раскрыв более чем столетние геологические процессы подо льдами Антарктики.

Высоко в узкой, заполненной морской водой расщелине у основания крупнейшего шельфового ледника Антарктиды камеры дистанционно управляемого подводного аппарата Icefin зафиксировали внезапную смену обстановки.

Стены из гладкого, облачного метеоритного льда внезапно позеленели и стали более грубыми по текстуре, превратившись в соленый морской лед.

Почти на высоте 1900 футов, недалеко от того места, где поверхность шельфового ледника Росса встречается с ледяным потоком Камб, американо-новозеландская исследовательская группа признала этот сдвиг свидетельством "откачки льда" - процесса, который никогда ранее непосредственно не наблюдался в расщелине шельфового ледника, важного для его стабильности.

"Мы смотрели на лед, который только что растаял менее чем в 100 футах ниже, поднялся в расщелину, а затем снова замерз", - сказал Джастин Лоуренс, приглашенный научный сотрудник Корнеллского центра астрофизики и планетологии. "А потом, когда мы поднялись выше, все стало еще более странным".

Беспрецедентный взгляд робота Icefin внутрь расщелины и наблюдения, раскрывающие более чем столетние геологические процессы под шельфовым ледником, подробно описаны в статье "Повторное замораживание трещин и признаки отступления, наблюдаемые в зоне заземления ледяного потока Камб", опубликованной 2 марта в Наука о природе и геофизике.

В документе представлены результаты полевой кампании 2019 года в ледяном потоке Камб, проведенной при поддержке Антарктиды Новой Зеландии и других новозеландских исследовательских агентств во главе с Кристиной Халбе, профессором Университета Отаго, и коллегами. Благодаря поддержке астробиологической программы НАСА исследовательская группа, возглавляемая Бритни Шмидт, адъюнкт-профессором астрономии и наук о земле и атмосфере Корнельского университета, смогла присоединиться к экспедиции и развернуть Icefin. Лаборатория планетарной обитаемости и технологий Шмидта занимается разработкой Icefin уже почти десять лет, начиная с Технологического института Джорджии.

Ожидается, что в сочетании с недавно опубликованными исследованиями быстро меняющегося ледника Туэйтс, исследованного в том же сезоне вторым аппаратом Icefin, это исследование улучшит модели повышения уровня моря, предоставив первые снимки взаимодействия льда, океана и морского дна в высоком разрешении в контрастных системах ледников на льдах Западной Антарктики Простыня.

Туэйтс, подверженный воздействию теплых океанских течений, является одним из самых нестабильных ледников континента. Ледяной поток Камб, где океан очень холодный, находится в состоянии застоя с конца 1800-х годов. Камб в настоящее время частично компенсирует потерю льда в Западной Антарктиде, но если он возобновится, это может увеличить вклад региона в повышение уровня моря на 12%.

"Антарктида - сложная система, и важно понимать оба конца спектра - системы, уже претерпевающие быстрые изменения, а также те более тихие системы, где будущие изменения представляют риск", - сказал Шмидт. "Наблюдение за Кэмбом и Туэйтсом вместе помогает нам узнать больше".

НАСА финансировало разработку Icefin и исследование Kamb, чтобы расширить исследования океана за пределы Земли. Морской лед, подобный тому, что обнаружен в расщелине, может быть аналогом условий на ледяном спутнике Юпитера Европе, цели орбитальной миссии NASA Europa Clipper, запуск которой намечен на 2024 год. Более поздние миссии спускаемых аппаратов могут однажды заняться непосредственным поиском микробной жизни во льду.

Icefin несет полный комплект океанографических приборов на модульной раме длиной более 12 футов и диаметром менее 10 дюймов. Он был спущен на привязи через скважину, которую новозеландская команда пробурила в шельфовом леднике с горячей водой.

Во время трех погружений протяженностью более трех миль вблизи зоны заземления, где Камб переходит в плавучий шельф Росса, Icefin нанесла на карту пять трещин - одну восходящую - и морское дно, одновременно регистрируя условия воды, включая температуру, давление и соленость.

Команда наблюдала за различными особенностями льда, которые дают ценную информацию о смешивании воды и скорости таяния. Они включали ямочки, похожие на мячики для гольфа, рябь, вертикальные ручейки и "более странные" образования вблизи вершины расщелины: ледяные глыбы и пальцевидные выступы, напоминающие бриниклы.

По словам исследователей, откачка льда, наблюдаемая в расщелине, вероятно, способствует относительной стабильности шельфового ледника Росса - крупнейшего в мире по площади, размером с Францию, - по сравнению с ледником Туэйтс.

"Это способ, которым эти большие шельфовые ледники могут защитить и исцелить сами себя", - сказал Питер Уошэм, полярный океанограф из научной группы Icefin и второй автор статьи. "Большая часть таяния, которое происходит глубоко вблизи линии заземления, приводит к тому, что вода затем повторно замерзает и скапливается на дне льда в виде морского льда".

На морском дне Icefin нанесла на карту параллельные ряды хребтов, которые, по мнению исследователей, являются отпечатками, оставленными трещинами шельфового ледника, и рекордом 150-летней активности с тех пор, как поток Камб застоялся. По мере того как его линия заземления отступала, шельфовый лед истончался, в результате чего трещины поднимались. Медленное движение льда с течением времени сместило расщелины хребтов в сторону моря.

"Мы можем взглянуть на эти особенности морского дна и напрямую связать их с тем, что мы видели на ледяной базе", - сказал Лоуренс, ведущий автор статьи, ныне руководитель программы и ученый-планетолог в Honeybee Robotics. "Мы можем, в некотором смысле, повернуть процесс вспять".

Помимо Лоуренса, Уошама и Шмидта, соавторами исследования в Корнелле являются старшие инженеры-исследователи Мэтью Мейстер, который возглавлял инженерную группу Icefin, и Эндрю Маллен; инженер-исследователь Дэниел Дичек; и руководитель программы Энрика Квартини. В команду Шмидта также входят инженер-исследователь Фрэнсис Брайсон и докторанты технологического института Джорджии Бенджамин Гурвиц и Энтони Спирс.

Также свой вклад внесли партнеры из Новой Зеландии из Национального института водных и атмосферных исследований (NIWA); Университета Окленда; Университета Отаго; и Университета Виктории в Веллингтоне.

НАСА поддержало исследование через планетарную науку и технологии из проекта Analog Research program RISE UP (шельфовый ледник Росса и подводный зонд Европа), а также будущих исследователей в рамках программы НАСА по науке и технологиям о Земле и космосе. Дополнительная поддержка была оказана Новозеландской Антарктической научной платформой, Антарктической программой США и инициативой Университета Виктории в Веллингтоне по бурению на горячей воде.

Комментарии

0 комментариев