Un submarin fără echipaj descoperă structuri necunoscute sub Antarctica, apoi dispare

Un submarin fără echipaj care cartografia platforma de gheaţă Dotson din Antarctica de Vest a raportat structuri neobişnuite sub gheaţă, apoi a încetat să mai transmită, la aproximativ 16 kilometri sub aceasta.

Vehiculul, numit Ran, petrecuse săptămâni scanând o zonă de gheaţă de aproximativ 129,5 kilometri pătraţi, dezvăluind modele care contrazic modelele simple de topire.

Misiunea lui Ran sub platforma de gheaţă Dotson

Activitatea a fost condusă de Anna Wåhlin, profesoară de fizică oceanografică la Universitatea din Gothenburg, care a coordonat misiunile Ran în Antarctica de Vest, scrie earth.com.

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

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

În timpul unei campanii din 2022, Ran a petrecut 27 de zile deplasându-se sub gheaţa plutitoare a platformei Dotson, ajungând în cele din urmă la aproximativ 17 km în cavitatea ascunsă.

Misiunea a urmărit să explice contrastul puternic dintre partea estică a platformei Dotson, mai groasă şi care se topeşte lent, şi partea vestică, mai subţire şi care se topeşte mai rapid.

Ran a observat lucruri neobişnuite, apoi a dispărut

Folosind un sonar, Ran a cartografiat 87 km pătraţi din partea inferioară a gheţii sub platforma Dotson. Hărţile au dezvăluit platouri, trepte în terase şi cavităţi în formă de lacrimă, toate sculptate de topirea bazală, adică topirea care acţionează dinspre partea inferioară a gheţii.

În est şi în centru, Ran a observat terase de gheaţă suprapuse ca nişte trepte, în timp ce vestul arăta mai neted, cu canale şi depresiuni adâncite.

Niciuna dintre aceste terase sau cavităţi în formă de lacrimă nu apare în imaginile din satelit, astfel că au rămas complet ascunse până la misiunea lui Ran.

Apă caldă de adâncime, topire neuniformă

În jurul Antarcticii, apa adâncă circumpolară, un curent cald şi sărat din Oceanul Austral, pătrunde pe platforma continentală şi topeşte gheţurile de dedesubt.

Măsurătorile satelitare asupra platformei Dotson arată că canalele de topire pierd aproximativ 12 metri de gheaţă pe an, un model de subţiere asociat cu apa caldă.

Analiza măsurătorilor sub Dotson indică faptul că această platformă de gheaţă a contribuit cu 0,508 milimetri la creşterea nivelului mării între 1979 şi 2017.

Hărţile sub gheaţă arată că acest influx de apă caldă concentrează eroziunea pe partea vestică a platformei Dotson, în timp ce apa mai rece protejează flancul estic.

Terase, forme de lacrimă şi turbulenţă

Acolo unde curenţii se mişcă lent, baza gheţii arată ca nişte praguri suprapuse, formate pe măsură ce topirea erodează suprafeţe plane şi lasă mici trepte.

În zona cu flux rapid, curenţii creează suprafeţe mai netede, cu şanţuri, unde turbulenţa determinată de forfecare – amestecarea cauzată de straturi de apă care alunecă unele peste altele – accelerează topirea.

Unele cavităţi au formă de lacrimă, având 300 de metri lungime şi 50 de metri adâncime, sculptate de curenţi în apropierea bazei gheţii.

În alte zone, platourile în terase reflectă probabil pătrunderi periodice de apă uşor mai caldă în cavitate, care îndepărtează lent straturi de gheaţă de-a lungul anilor.

Fisuri care se lărgesc de dedesubt

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

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

În aceste spaţii înguste, apa care se mişcă mai rapid poate canaliza căldură suplimentară către pereţii de gheaţă, transformând fisurile în „autostrăzi” ascunse pentru pierderea gheţii.

Deoarece majoritatea modelelor computerizate tratează topirea la scară largă, ele ignoră adesea modul în care fisurile şi canalele direcţionează apa caldă şi concentrează degradarea.

Implicaţii pentru nivelul viitor al mării

Datele combinate din satelit şi climat arată că pierderea de gheaţă din Antarctica a contribuit cu aproximativ 14 milimetri la creşterea nivelului mării din 1979.

O mare parte din această pierdere provine din Antarctica de Vest, unde platforme precum Dotson plutesc deasupra unor bazine adânci accesibile curenţilor calzi.

Când aceste platforme plutitoare se subţiază sau se rup, ele nu mai susţin gheaţa de pe uscat din spatele lor, astfel încât gheţarii accelerează şi nivelul mării creşte mai rapid.

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

Dificultăţile platformei de gheaţă Dotson

Ran a funcţionat fără contact în timp real, deoarece undele radio şi semnalele GPS nu pot traversa sute de picioare de gheaţă solidă.

În schimb, vehiculul s-a bazat pe sisteme de navigaţie şi instrumente acustice pentru a-şi determina poziţia în raport cu fundul oceanului şi partea inferioară a gheţii.

Misiunile tipice au durat de la câteva ore până la peste o zi, ceea ce înseamnă că problemele apărute adânc sub gheaţă rămâneau invizibile până când Ran revenea la suprafaţă.

În ciuda acestor riscuri, echipa a finalizat 14 misiuni reuşite sub gheaţă cu Ran în 2022, aducând un set de date valoros 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 peste 24 de ore fără comunicare, este desigur înfricoşător”, a spus Wåhlin.

Când Ran nu a apărut la punctul de recuperare, încercările de a contacta vehiculul au eşuat, iar căutările nu au găsit nici semnale, nici resturi.

Din cauza lipsei unui flux de date, echipa poate doar specula asupra cauzei, variind de la o defecţiune mecanică până la o coliziune cu creste de gheaţă.

Ran şi platforma de gheaţă Dotson

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

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

Integrarea teraselor, fisurilor şi canalelor de topire în modele ar trebui să ajute la îmbunătăţirea predicţiilor privind cât de repede ar putea pierde gheaţă Antarctica de Vest în condiţiile climatice viitoare.

Pentru moment, hărţile detaliate trimise de Ran reprezintă o fereastră rară către mecanismele ascunse de topire ale Antarcticii, amintind cercetătorilor cât de mult rămâne încă neexplorat.

Studiul este publicat în Science Advances.