تصویربرداری از دست‌نیافتنی‌ترین نقاط قطب جنوب با ربات زیر آبی

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری علم و فناوری آنا، قطب جنوب، سردترین نقطه زمین با راز‌هایی همراه شده که منتظر کشف شدن هستند. تحقیقات دانشگاه کرنل حاکی از نقش مهم شکاف‌های یخی در منظره یخی این منطقه است.

این شکاف‌های یخی، چیزی بیش از شکستگی‌های ساده در یخ هستند و به‌عنوان بازیگران کلیدی در گردش آب دریا در زیر یخ‌تاق‌های قطب جنوب عمل می‌کنند.

دانشمندان با استفاده از یک ربات زیر آبی کنترل از راه دور به نام «آیس‌فین» (Icefin) به این اکتشاف بی نظیر دست یافته‌اند. این کشف رباتیک که نخستین مورد در نوع خود است می‌تواند درک بشر را از ورقه‌های یخی قطب جنوب و تاثیر آن‌ها بر افزایش سطح آب جهانی تغییر دهد.

سالیان سال، شکاف‌های یخی، حفره‌های ایستا و یخی تصور می‌شدند. با این حال، ربات «آیس‌فین» که از شکافی در پایه یخ‌تاق «رآس» بالا و پایین رفت، اولین اندازه‌گیری سه‌بعدی جهان را از شرایط اقیانوس در منطقه‌ای موسوم به «گروندینگ» به دست آورد. شرایط در «گروندینگ زون» که یک مقطع بحرانی است و در آن یخ‌تاق با خط ساحلی تلاقی می‌کند، عمدتاً تا به حال سرزمینی ناشناخته باقی مانده بود.

«پیتر واشام» دانشمند اقیانوس‌شناس قطبی دانشگاه کرنل و نویسنده اصلی این مطالعه، می‌گوید: شکاف‌های یخی، آب را در امتداد خط ساحلی یک یخ‌تاق تا حدی که قبلاً ناشناخته بود، حرکت می‌دهند؛ پدیده‌ای که مدل‌ها آن را پیش‌بینی نمی‌کردند. این یک ویژگی سودمند برای اقیانوس است چرا که با این سیستم حفره‌های یخ‌تاق، تهویه می‌شوند.

ربات زیر آبی که از سال ۲۰۱۹ به منطقه اعزام شده است به دانشمندان کمک می‌کند تصاویر با کیفیتی از ذوب یخ‌های قطبی یخ‌تاق «رآس» به دست آورند.

پیمایش در شکاف‌های یخی

سفر ربات «آیس‌فین» الگوی گردشی جدیدی را فاش کرد: یک فواره آب را در سراسر شکاف یخی به یک طرف هدایت می‌کند. علاوه بر این، مشخص شد جریان‌‌های بالارونده و پایین رونده و شکل گیری‌های مختلف یخی، تحت تاثیر تغییرات دما و جریان‌ها هستند.

این یافته‌ها نویدبخش بهبود مدل‌هایی پیش‌بینی‌کننده ذوب صفحات یخی و میزان یخ زدگی در گروندینگ زون هستند. این دستاورد دست یابی به مناطقی که امکان رصد مستقیم آن‌ها وجود ندارد، امکان می‌کند.

اواخر سال ۲۰۱۹، دانشمندان ربات «آیس‌فین» را با طول تقریبی ۱۲ فوت و قطر کمتر از ۱۰ اینچ به کار گرفتند. این ربات از طریق یک گمانه ۱۹۰۰ فوتی حفر شده با آب داغ، نزدیک به جایی که بزرگ‌ترین یخ‌تاق قطب جنوب با «جریان یخ‌ کام» (Kamb Ice Stream) برخورد می‌کند، فرود آمد. این مناطق به اصطلاح گروندینگ زون جایی است که تغییر شرایط اقیانوس بیشترین اثر را دارد.

محققان در آخرین غواصی ربات را در یکی از پنج شکاف یخی کشف شده در نزدیکی گمانه، مانور دادند. این ربات مجهز به رانشگرها، دوربین ها، سونار و حسگرهاست و در این ماموریت دما، فشار و شوری آب را هنگام بالارفتن از یک شیب نزدیک به ۱۵۰ فوت و پایین آمدن از شیب دیگر اندازه گیری کرد.

این بررسی نشان داد که الگو‌های یخ در داخل شکاف یخی تغییر می‌کند: فرورفتگی‌های دالبری به جریان‌های باریک و عمودی آب، یخ‌های دریایی با رنگ سبز و استالاکتیت راه می‌دهند. این تیم به ویژه تحت تأثیر تعامل دینامیکی بین ذوب در پایه شکاف و دفع نمک از انجماد در نزدیکی بالا قرار گرفت.

این فعل و انفعال، که منجر به حرکت آب به بالا و پایین در اطراف فواره افقی می‌شود، ذوب شدن و یخ زدن ناهموار را در دو طرف شکاف ایجاد می‌کند که البته ذوب بیشتر در امتداد دیواره پایین دست رخ می‌دهد.

شکاف‌ها و بالا آمدن سطح دریا

هر ویژگی نوع متفاوتی از گردش یا رابطه دمای اقیانوس را با انجماد نشان می‌دهد. واشام خاطرنشان کرد: دیدن بسیاری از ویژگی‌های مختلف در یک شکاف و همچنین تغییرات بسیار در گردش آب، شگفت‌انگیز بود.

تیم تحقیقاتی به این نتیجه رسیدند که این یافته‌ها بر پتانسیل شکاف‌های یخی برای انتقال شرایط متغیر اقیانوس، خواه گرم‌تر یا سردتر، از آسیب‌پذیرترین منطقه یک یخ‌تاق تأکید می‌کند.

واشام تاکید کرد: اگر آب گرم یا سرد شود، می‌تواند به شدت در پشت یخ‌تاق حرکت کند و شکاف‌های یخی یکی از ابزار‌هایی است که به وسیله آن این اتفاق می‌افتد. وجود آن در مدل‌ها مهم است. 

نتایج این تحقیقات در نشریه «ساینس ادونسز» (Science Advances) منتشر شده است.