หุ่นยนต์ใต้น้ำพบรูปแบบการไหลเวียนใหม่ในชั้นน้ำแข็งแอนตาร์กติก

0


อิธากา นิวยอร์ก — มากกว่าแค่รอยแตกบนน้ำแข็ง รอยแยกมีบทบาทสำคัญในการไหลเวียนของน้ำทะเลใต้ชั้นน้ำแข็งแอนตาร์กติก ซึ่งอาจส่งผลต่อเสถียรภาพของน้ำแข็ง พบว่าการวิจัยที่นำโดยมหาวิทยาลัย Cornell มีพื้นฐานมาจากการสำรวจใต้น้ำครั้งแรกที่ไม่เหมือนใครโดยนักสำรวจใต้น้ำ หุ่นยนต์

หุ่นยนต์ Icefin ที่ควบคุมจากระยะไกลปีนขึ้นและลงตามรอยแยกที่ฐานของหิ้งน้ำแข็งรอสส์ ทำให้เกิดการวัดสภาพมหาสมุทรแบบ 3 มิติครั้งแรกใกล้กับบริเวณที่มันบรรจบกับแนวชายฝั่ง ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อที่สำคัญที่เรียกว่าเขตพื้นดิน

การสำรวจด้วยหุ่นยนต์เผยให้เห็นรูปแบบการไหลเวียนใหม่ – น้ำที่ไหลผ่านช่องทางด้านข้างผ่านรอยแยก – นอกเหนือจากกระแสน้ำที่เพิ่มขึ้นและจม และการก่อตัวของน้ำแข็งที่หลากหลายซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของกระแสและอุณหภูมิ รายละเอียดเหล่านี้จะปรับปรุงการสร้างแบบจำลองอัตราการละลายของชั้นน้ำแข็งและอัตราการเยือกแข็งที่บริเวณพื้นดินซึ่งมีการสังเกตการณ์โดยตรงเพียงเล็กน้อย และศักยภาพของสิ่งเหล่านี้ในการเพิ่มระดับน้ำทะเลทั่วโลก

“รอยแยกเคลื่อนน้ำไปตามแนวชายฝั่งของชั้นน้ำแข็งในระดับที่ไม่มีใครรู้จักมาก่อน และในแบบที่แบบจำลองไม่สามารถคาดเดาได้” ปีเตอร์ วาแชม นักสมุทรศาสตร์ขั้วโลกและนักวิทยาศาสตร์การวิจัยจากมหาวิทยาลัยคอร์เนลกล่าว “มหาสมุทรใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเหล่านี้ และคุณสามารถระบายอากาศในช่องน้ำแข็งผ่านสิ่งเหล่านี้ได้”

Washam เป็นผู้เขียนหลักของ “การสังเกตโดยตรงของการหลอม การแช่แข็ง และการไหลเวียนของมหาสมุทรในรอยแยกฐานชั้นน้ำแข็ง,” ตีพิมพ์ใน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์.

นักวิทยาศาสตร์ในช่วงปลายปี 2019 ได้นำยานพาหนะ Icefin ซึ่งมีความยาวประมาณ 12 ฟุตและมีความยาวรอบๆ ไม่ถึง 10 นิ้ว ไปผูกไว้บนหลุมเจาะลึก 1,900 ฟุตที่เจาะด้วยน้ำร้อน ใกล้กับบริเวณที่ชั้นน้ำแข็งที่ใหญ่ที่สุดของทวีปแอนตาร์กติกามาบรรจบกับ Kamb Ice Stream สิ่งที่เรียกว่าเขตพื้นดินดังกล่าวเป็นกุญแจสำคัญในการควบคุมสมดุลของแผ่นน้ำแข็ง และสถานที่ที่สภาพมหาสมุทรที่เปลี่ยนแปลงอาจส่งผลกระทบมากที่สุด

ในการดำน้ำสามครั้งสุดท้ายของทีม แมทธิว ไมสเตอร์ วิศวกรวิจัยอาวุโส ได้ขับไอซ์ฟินเข้าไปในหนึ่งในห้ารอยแยกที่พบใกล้หลุมเจาะ ยานพาหนะที่ติดตั้งระบบขับดัน กล้อง โซนาร์ และเซ็นเซอร์สำหรับวัดอุณหภูมิน้ำ ความดัน และความเค็ม ไต่ขึ้นไปเกือบ 150 ฟุตบนทางลาดด้านหนึ่งและลงมาอีกทางหนึ่ง

การสำรวจให้รายละเอียดเกี่ยวกับรูปแบบน้ำแข็งที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อรอยแยกแคบลง โดยมีรอยหยักเป็นช่องๆ ทำให้เกิดแนวดิ่ง ตามมาด้วยน้ำแข็งในทะเลและหินย้อยสีเขียว การละลายที่ฐานรอยแยกและการปฏิเสธเกลือจากการเยือกแข็งใกล้ด้านบนทำให้น้ำขึ้นและลงรอบๆ ไอพ่นแนวนอน ทำให้เกิดการละลายและการแข็งตัวที่ไม่สม่ำเสมอทั้งสองด้าน โดยมีการละลายมากขึ้นตามผนังด้านล่างด้านล่าง

“คุณลักษณะแต่ละอย่างเผยให้เห็นการไหลเวียนหรือความสัมพันธ์ของอุณหภูมิมหาสมุทรต่อการเยือกแข็งที่แตกต่างกัน” วาแชมกล่าว “การได้เห็นลักษณะที่แตกต่างกันมากมายภายในรอยแยก และการเปลี่ยนแปลงการไหลเวียนมากมาย เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจ”

นักวิจัยกล่าวว่าการค้นพบนี้เน้นย้ำถึงศักยภาพของรอยแยกในการขนส่งสภาพมหาสมุทรที่เปลี่ยนแปลงไม่ว่าจะอุ่นขึ้นหรือเย็นลง ผ่านบริเวณที่เปราะบางที่สุดของชั้นน้ำแข็ง

“ถ้าน้ำร้อนขึ้นหรือเย็นลง น้ำก็สามารถเคลื่อนที่ไปรอบๆ ด้านหลังของหิ้งน้ำแข็งได้อย่างแรง และรอยแยกก็เป็นหนึ่งในวิธีที่ทำให้เกิดเหตุการณ์เช่นนี้” Washam กล่าว “เมื่อพูดถึงการคาดการณ์การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล สิ่งสำคัญที่ต้องมีในแบบจำลอง”

การวิจัยได้รับทุนจากโครงการ RISE UP (Ross Ice Shelf และ Europa Underwater Probe) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีดาวเคราะห์ของ NASA จากโครงการวิจัยแบบอะนาล็อก โดยได้รับการสนับสนุนด้านลอจิสติกส์จากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติผ่านทางโครงการแอนตาร์กติกของสหรัฐอเมริกา ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยสถาบันวิจัยแอนตาร์กติกแห่งนิวซีแลนด์ Aotearoa New Zealand Antarctic Science Platform และโครงการขุดเจาะน้ำร้อนของมหาวิทยาลัยวิกตอเรียแห่งเวลลิงตัน

– ข่าวประชาสัมพันธ์นี้เผยแพร่ครั้งแรกบนเว็บไซต์ Cornell University



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *