MOSAiC floe: Tengeri jégképződés

A tudományos tanulmány leírja a tengeri jég óvodáját és megalapozza a kutatási adatok jövőbeni értékelését

Az Új-Szibériai-szigetek a MOSAiC-medence szülőhelye voltak: a kelet-szibériai tengert és a Laptev-tengertől északra elválasztó szigetcsoport partjainál kialakult a tengeri jég, amelyben a Polarstern kutatóhajó most az Északi-sarkon sodródik. Szibéria, 2018 decemberében. A fagyasztási folyamat során üledékeket, sőt apró kavicsokat és kéthéjúakat is beépítettek a jégbe, amelyet a folyamatban lévő olvadási folyamat napvilágra hozott a MOSAiC-úszó felszínén. Ez egyre ritkább jelenség, mivel manapság a "piszkos jég" nagy része megolvad, még mielőtt megérkezne a Közép-sarkvidékre. Ezek a MOSAiC szakemberei által a The Cryosphere folyóiratban közzétett tanulmány főbb megállapításai közé tartoznak, amely számos közelgő tudományos értékelés alapját képezi.

jégképződés

Első pillantásra úgy tűnik, hogy egy koszos cipős embercsoport az egész hóban nyomokat hagyott. De a valóságban ezek üledékek, sőt apró kavicsok és kéthéjak is, amelyekre a folyamatban lévő olvadási folyamat fényt derített a MOSAiC-úszó felszínén. Amikor a tengeri jég kialakult, bent fagytak; ennek megfelelően a szibériai polcon található tengeri jég óvodájából érkeznek, amelyet a szakértők a modellszimulációk és a műholdas adatok kombinációjával most részletesen leírtak.

A MOSAiC-úszó már 1200 tengeri mérföld felett sodródott kanyargós pályán, amikor a Polarstern kutató jégtörő 2019. október 4-én kikötött hozzá, az északi 85 ° és a keleti 137 ° koordinátáknál, és elkezdett vele sodródni a Jeges-tengeren. Míg a jelenlegi expedíciós csapat elfoglalt olvasmányokat készít az Északi-sarkvidéken, itthon dolgozó kollégáik elemzik az összegyűjtött adatokat. A pontos elemzés megerősíti az expedíció kezdetétől származó első benyomásokat: "Értékelésünk azt mutatja, hogy az egész régiót, ahol a két hajó megfelelő emeleteket keresett, szokatlanul vékony jég jellemezte" - számol be Dr. Thomas Krumpen, a tenger-jég fizikusa a Alfred Wegener Intézet, Helmholtz Sark- és Tengerkutatási Központ (AWI). Tavaly ősszel a Cryosphere tanulmány első szerzője koordinálta az Akademik Fedorov orosz jégtörő kutatási tevékenységét, amely az első hetekben kísérte a MOSAiC expedíció zászlóshajóját, a Polarsternt. Az Akademik Fedorov fontos szerepet játszott a megfigyelő állomások telepítésében is a MOSAiC-körzet különböző helyszínein - együttesen „elosztott hálózatnak” hívják.

"Vizsgálatunk azt mutatja, hogy az általunk végül kiválasztott medence az orosz polctengerek sekély vizében alakult ki 2018 decemberében" - magyarázza Krumpen. Szibéria partjainál erős tengeri szél hajtja a fiatal jeget a tengerbe, miután kialakult. A sekély vízben az üledékek feldarabolódnak a tengerfenékről, és csapdába esnek a jégben. A jégképződés nyomásgerinceket is eredményezhet, amelyek alsó részei néha végig kaparják a tengerfeneket. Ennek eredményeként a kövek is beágyazódhatnak a tengeri jégbe. Most, hogy megkezdődött a nyári olvadás, mindez az anyag feltárul a jég felszínén: "Több ponton találtunk egész, több centiméter átmérőjű kavicskupacokat, valamint számos kéthéjat" - számol be a MOSAiC expedícióvezetője, Prof. Markus Rex közvetlenül az Északi-sarkvidékről.

Eközben odahaza, a németországi Bremerhavenben Thomas Krumpen örömmel látja, hogy a most kialakuló „kavicsos jégkagyló”, amint azt szeretettel szinkronizálta, egyértelműen megerősíti a tanulmány eredményeit. Az AWI szakértő által vezetett szerzői csoport műholdas képek, újranalízis adatok és egy újonnan kifejlesztett, kapcsolt termodinamikai visszakövetési modell kombinációját használta fel a floe eredetének rekonstruálására. Most Krumpen és kollégái stratégiát dolgoznak ki az üledék mintáinak összegyűjtésére. Fontos kérdés, hogy ezek a „piszkos” és ezért sötétebb foltok mennyire gyorsítják az olvadást a medencén, és megválaszolása javíthatja az óceán, a jég és a légkör közötti kölcsönhatások, a biogeokémiai ciklusok és az Északi-sarkvidék életének megértését. általában.

Az ásványi összetevők mellett a tengeri jég számos más biogeokémiai anyagot és gázt is szállít a partról a Jeges-tenger középső részére. Fontos szempontjai a MOSAiC biogeokémiai ciklusainak kutatásának, vagyis a metán és más éghajlat szempontjából releváns nyomgázok képződésének vagy felszabadulásának egész évben. Az Északi-sarkvidéken az elmúlt években megfigyelt jelentős jégveszteség eredményeként azonban éppen ez a sekély polcokról származó, üledékeket és gázokat tartalmazó jég nyáron intenzívebben olvad, és ez az anyag a szállítási áram lebontása. Az 1990-es években a Polarstern gyakran ugyanazon a vizeken tartózkodott, ahol a MOSAiC expedíció megindult. Akkor még jég volt kb. Tél elején 1,6 méter vastag, míg kb. 50 centiméter tavaly - ami még nehezebbé tette a kellően vastag medence felkutatását 2019 őszén.

"Volt olyan szerencsénk, hogy találtunk egy olyan nyájat, amely túlélte a nyarat és kialakult az orosz polctengereken. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy megvizsgáljuk a" régi sarkvidék "szállítási folyamatait, amelyek ma már csak részben működnek, ha egyáltalán működnek" - mondja Krumpen. Különösen a magasabb szélességi fokokon okozza a globális felmelegedés a hőmérséklet gyors emelkedését: 2019 nyarán, az expedíció előtti utolsó nyáron az orosz meteorológiai állomások rekordhőmérsékletről számoltak be. Ez a magas hőmérséklet gyors olvadást váltott ki és jelentősen felmelegítette Oroszország marginális tengereit. Ennek eredményeként az Északkelet-átjáró számos része 93 napig (a műholdas megfigyelés kezdete óta a leghosszabb ideig) jégmentes volt. A szakértők azt jósolják, hogy ha a CO2-kibocsátás továbbra sem ellenőrzött - mint az elmúlt években -, akkor a Közép-sarkvidék 2030-ra nyáron jégmentes lehet.