Submarin-robot descoperă structuri anormale în Antarctica, apoi pierde semnalul

Un submarin fără pilot care cartografiază Platforma de Gheaţă Dotson din Vestul Antarcticii a raportat structuri ciudate sub gheaţă, apoi a devenit tăcut la 16 km sub aceasta, relatează Earth.com.

Vehiculul, numit Ran, a petrecut săptămâni scanând o zonă de gheaţă de aproximativ 80 km², dezvăluind tipare care contrazic modelele simple de topire.

Munca a fost condusă de Anna Wåhlin, profesoară de fizică oceanografică la Universitatea din Gothenburg, coordonatoarea misiunilor Ran în Vestul Antarcticii.

Cercetările sale se concentrează pe modul în care curenţii oceanici erodează platformele de gheaţă de jos, schimbând stabilitatea gheţarilor şi nivelul viitor al mării.

Ran este un vehicul autonom subacvatic, un submarin robot care navighează singur sub gheaţă ore întregi.

Într-o campanie din 2022, Ran a petrecut 27 de zile şerpuind sub gheaţa plutitoare a Dotson, ajungând în final la aproximativ 18 km în cavitatea ascunsă.

Misiunea avea ca scop explicarea contrastului puternic dintre partea estică, groasă şi cu topire lentă, şi partea vestică, mai subţire şi cu topire rapidă, a platformei Dotson.

Forme ciudate sub gheaţă

Folosind sonar, Ran a cartografiat 87 km² ale feţei inferioare a gheţii de sub Platforma Dotson. Hărţile au arătat platouri plate, trepte terasate şi gropi în formă de lacrimă, toate sculptate de topirea de bază, care atacă gheaţa de jos.

În est şi în centru, Ran a observat terase îngheţate suprapuse ca nişte trepte, în timp ce vestul părea mai neted, cu canale şi depresiuni scobite.

Niciuna dintre aceste terase sau gropi în formă de lacrimă nu apar pe imaginile satelitare, astfel că au rămas complet ascunse până la misiunea Ran.

Apă caldă şi adâncă, topire neuniformă

În jurul Antarcticii, Apa Circumpolară Profundă, un curent cald şi sărat din Oceanul Sudic, pătrunde pe platformă şi topeşte gheţurile de jos.

Altimetria satelitară deasupra Dotson arată că canalele de topire pierd aproximativ 12 m de gheaţă pe an, un tipar de subţiere legat de apa caldă.

Analiza măsurătorilor sub Dotson indică faptul că această platformă de gheaţă a adăugat 0,50 mm la nivelul mării între 1979 şi 2017.

Hărţile sub-gheaţă arată că acest flux cald concentrează eroziunea pe partea vestică a Dotson, în timp ce apa mai rece lasă flancul estic protejat.

Terase, lacrimi şi turbulenţă

Unde curenţii se mişcă încet, baza gheţii arată ca nişte praguri suprapuse, formate pe măsură ce topirea erodează platourile şi lasă mici trepte.

În regiunea cu curenţi rapizi, curenţii creează suprafeţe mai netede, cu şanţuri, unde turbulenţa generată de forfecare, amestecul cauzat de straturile de apă alunecând, accelerează topirea.

Unele gropi au formă de lacrimă, lungi de 300 m şi adânci de 50 m, sculptate de curenţi aproape de bază gheţii.

În alte locuri, platourile terasate înregistrează probabil intrări ocazionale de apă puţin mai caldă în cavitate, decojind lent straturi de gheaţă de mulţi ani.

Fisuri care se lărgesc de jos în sus

Ran a fotografiat, de asemenea, fisuri care traversează întreaga grosime a platformei de gheaţă, multe dintre ele fiind lărgite şi netezite la bază de topire.

Înregistrările satelitare arată că unele dintre aceste crăpături sunt deschise încă din anii 1990, iar fisurile mai vechi prezintă cele mai adânci cicatrici de topire.

În aceste şanţuri înguste, apa care curge mai repede poate canaliza căldură suplimentară către pereţii de gheaţă, transformând fisurile în „autostrăzi” ascunse pentru pierderea de gheaţă.

Pentru că majoritatea modelelor computerizate tratează topirea în termeni generali, ele ignoră adesea modul în care fisurile şi canalele ghidează apa caldă şi concentrează pagubele.

Implicaţii pentru nivelul viitor al mării

Datele combinate de la satelit şi climat arată că pierderea de gheaţă antarctică a adăugat aproximativ 0,55 inci la nivelul mării din 1979.

O mare parte din această pierdere provine din Vestul Antarcticii, unde platforme de gheaţă precum Dotson plutesc deasupra bazinelor adânci accesibile curenţilor calzi.

Când aceste platforme plutitoare se subţiază sau se rup, ele încetează să susţină gheţurile de pe uscat din spatele lor, astfel că gheţarii accelerează şi nivelul mării creşte mai rapid.

Înţelegerea modului în care apa caldă erodează baza Dotson ajută cercetătorii să estimeze cât de repede ar putea răspunde gheţarii îndepărtaţi pe măsură ce clima se încălzeşte.

Dificultăţi la Platforma de Gheaţă Dotson

Ran a lucrat fără contact în timp real, deoarece undele radio şi semnalele GPS nu pot trece prin sute de picioare (≈30 m) de gheaţă solidă.

În schimb, vehiculul s-a bazat pe sisteme de navigaţie şi instrumente acustice pentru a-şi urmări poziţia faţă de fundul mării şi partea inferioară a gheţii.

Misiunile tipice variau între câteva ore şi peste o zi, ceea ce însemna că problemele profunde sub gheaţă rămâneau invizibile până când Ran ieşea la suprafaţă.

În ciuda acestor pericole, echipa a realizat 14 misiuni reuşite sub gheaţă cu Ran în 2022, aducând un set valoros de date pentru glaciologi şi oceanografi.

Când submarinul Ran a dispărut

Când cercetătorii s-au întors la Dotson, Ran a fost trimis într-o misiune sub gheaţă pentru a extinde hărţile şi măsurătorile.

„Să vezi cum Ran dispare în adâncurile întunecate şi necunoscute de sub gheaţă, executându-şi sarcinile timp de peste 24 de ore fără comunicare, este, desigur, copleşitor”, a spus Wåhlin.

Când Ran nu a apărut la punctul de preluare, încercările de contact au eşuat şi căutările nu au găsit semnale sau resturi.

Fiindcă nu există transmisie în timp real, echipa poate doar să speculeze cauza, de la defect mecanic până la o coliziune cu creste de gheaţă.

Lecţii de la Platforma de Gheaţă Dotson

În ciuda pierderii, misiunile anterioare ale lui Ran au transformat modul în care echipa percepe interacţiunea dintre gheaţă şi ocean în această cavitate îndepărtată.

Hărţile arată că partea inferioară a unei platforme de gheaţă poate găzdui terase, canale, fisuri şi forme în lacrimă, fiecare reacţionând diferit la curenţi.

Includerea teraselor, fisurilor şi canalelor de topire în modele ar trebui să ajute la restrângerea predicţiilor privind cât de repede ar putea pierde gheaţă Vestul Antarcticii în viitoarele scenarii climatice.

Pentru moment, hărţile detaliate trimise acasă de Ran sunt o fereastră rară asupra mecanismelor ascunse de topire din Antarctica, reamintind oamenilor de ştiinţă cât de mult rămâne neexplorat.

Studiul este publicat în Science Advances.