Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Lodowce szelfowe Antarktyki utraciły znacznie więcej lodu niż przypuszczano
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
O teleskopie Hubble'a słyszeli chyba wszyscy. Nic w tym dziwnego, gdyż jest to jeden z najważniejszych instrumentów naukowych wykorzystywanych obecnie przez człowieka. Niewiele osób jednak wie, że teleskopy wcale nie muszą spoglądać w niebo. Na Antarktydzie powstaje właśnie niezwykłe urządzenie. Teleskop IceCube (Kostka Lodu), jest budowany wewnątrz lodowej czapy pokrywającej południowy biegun naszej planety. Jego zadaniem jest wykrywanie neutrin.
Neutrino
Neutrino to jedna z cząstek elementarnych. Należy ona do grupy leptonów i wyróżniamy trzy typy neutrin: taonowe, mionowe oraz elektronowe. Neutrino ma zerowy ładunek elektryczny i niemal nie ma masy. Cząstka jest tak przenikliwa, że na przykład planety nie stanowią dla niej żadnej przeszkody. W każdej chwili przez nasze ciała, przez budynki i przez samą Ziemię przelatuje niezliczona liczba neutrin. Ich głównym źródłem jest oddziaływanie promieni kosmicznych w górnych warstwach atmosfery. Neutrina emitują też np. gwiazdy i reaktory atomowe.
Istnienie neutrin zostało przewidziane teoretycznie w 1930 roku przez Wolfganga Pauliego, ale musiało minąć aż 26 lat zanim eksperymentalnie udowodniono, że Pauli się nie mylił.
Cząsteczki te są bardzo łakomym kąskiem dla astronomów. Podróżują z prędkością światła od źródeł promieniowania, a na swej drodze nie napotykają niemal żadnych przeszkód. Neutrina powstają np. we wnętrzach gwiazd i bez najmniejszych problemów przemierzają przestrzeń kosmiczną. Badanie neutrin pozwala więc naukowcom wysnuć wnioski na temat samych źródeł, z których zostały wyemitowane.
Z tego, co wiemy obecnie, zdecydowana większość istniejących neutrin pochodzi z samych początków wszechświata, powstały w momencie Wielkiego Wybuchu.
IceCube
Neutrina badane są od kilkudziesięciu lat i od lat naukowcy opracowują nowe metody ich obserwacji. Teoretycy od dawna uważają, że do obserwacji neutrin pochodzących z bardzo odległych źródeł potrzebny jest instrument długości co najmniej kilometra. Takim instrumentem ma być IceCube. Na miejsce jego budowy wybrano Antarktydę, gdyż jej lody są wyjątkowo czyste i wolne od źródeł promieniowania. Nic nie powinno więc zakłócać pracy niezwykłego teleskopu.
Będzie się on składał z co najmniej 4200 modułów optycznych zawieszonych na 70 pionowych linach, a te z kolei będą umieszczone na głębokości od 1450 do 2450 metrów pod powierzchnią lodu. Na samej powierzchni znajdzie się kopuła zbudowana z co najmniej 280 modułów optycznych. Powierzchnia IceCube'a będzie wynosiła około 1 kilometra kwadratowego. Jak łatwo obliczyć, objętość tego niezwykłego instrumentu naukowego to około 2,5 kilometra sześciennego. Po ukończeniu prac IceCube będzie działał przez 20 lat.
Uczeni mają nadzieję, że odpowie on na tak fundamentalne pytania, jak warunki fizyczne rozbłysków gamma czy też pozwoli zbadać naturę fotonów pochodzących z pozostałości po supernowej w gwiazdozbiorze Kraba oraz z nieodległych galaktyk. Być może IceCube pozwoli również potwierdzić teorię strun.
Obecnie IceCube składa się z 40 lin. Do stycznia 2009 roku przybędzie 9 kolejnych. Rok później mają być już 63 liny, a w marcu 2010 roku urządzenie osiągnie pełną gotowość operacyjną. We wrześniu 2010 roku zakończony zostanie główny etap budowy IceCube'a.
Obecnie budżet projektu wynosi 271 milionów dolarów. W pracach bierze udział około 200 naukowców i 29 instytucji.
O skali przedsięwzięcia niech świadczą liczby. Wywiercenie w lodzie każdego z 70 otworów o średniej głębokości 2454 metrów trwa średnio 48 godzin (pierwszy otwór wiercono przez 57 godzin). W tym czasie usuwane jest 757 metrów sześciennych lodu i zużyciu ulega około 2400 litrów paliwa. W każdym otworze umieszczana jest lina. Operacja ta trwa 11 godzin. Praca nie jest łatwa, gdyż Antarktyda to najzimniejsze, najbardziej wietrzne i najbardziej suche miejsce na Ziemi. W niektórych jej punktach nie padało od tysięcy lat, a średnie temperatury na Biegunie Południowym wynoszą latem około -37 stopni Celsjusza. Rekord ciepła na Biegunie to -13,8 stopnia Celsjusza. Rekord zimna na Antarktydzie to -89 stopni Celsjusza.
Najsilniejsze podmuchy wiatru zanotowano w lipcu 1972 roku. Naukowcy z francuskiej bazy Dumont d'Urville poinformowali wówczas, że wiatr wial z prędkością 320 kilometrów na godzinę. Na Antarktydzie znajduje się też największa pustynia na świecie, a rekordowy zanotowany spadek temperatury wyniósł 36 stopni w ciągu 12 minut.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ciągu najbliższych trzech dekad głębinowa cyrkulacja antarktyczna może spowolnić o ponad 40%, stwierdzają naukowcy z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii. Taka zmiana będzie niosła ze sobą poważne konsekwencje dla oceanów i klimatu.
Zimna woda, która zanurza się pod powierzchnię oceanu w pobliżu Antarktyki napędza najgłębszą cyrkulację oceaniczną. Rozprowadza ona ciepło, węgiel, tlen i składniki odżywcze po całym światowym oceanie. Ma to wpływ na klimat, poziom mórz oraz produktywność ekosystemów morskich.
Nasz model pokazuje, że jeśli emisja węgla będzie odbywała się na tym samym poziomie, co obecnie, to w ciągu 30 lat cyrkulacja głębinowa zwolni o ponad 40% i wszystko będzie zmierzało do załamania, mówi główny autor badań, profesor Matthew England.
Każdego roku około 250 bilionów ton zimnej, słonej, bogatej w tlen wody zanurza się głęboko w ocean w pobliżu Antarktydy. Woda ta płynie następnie na północ, dostarczając tlen i składniki odżywcze do Oceanów Indyjskiego, Spokojnego i Atlantyckiego. Jeśli oceany miałyby płuca, to byłoby jedno z nich, wyjaśnia England. Ta głęboka cyrkulacja antarktyczna była relatywnie stabilna przez ostatnie setki tysięcy lat. Jednak modele klimatyczne wskazują, że wraz z emisją dwutlenku węgla, będzie ona słabła.
Gdy tak się stanie, wody oceaniczne położone na głębokości ponad 4000 metrów czeka stagnacja. Substancje odżywcze zostaną uwięzione w głębinach oceanicznych, a to zmniejszy ich ilość dostępną w płytszych warstwach oceanu, wyjaśnia England. Wykorzystany model pokazuje, że spowolnienie cyrkulacji spowoduje szybkie ogrzewanie się głębokich wód oceanicznych. Bezpośrednie pomiary potwierdzają, że już obecnie mamy do czynienia z ogrzewaniem się głębokich partii oceanu, przypomina współautor badań, doktor Steve Rintoul.
Autorzy badań zauważyli, że topienie się lodów wokół Antarktyki powoduje, że wody oceaniczne są mniej gęste, co spowalnia ich cyrkulację. A wszystko wskazuje na to, że na obu biegunach będzie ubywało lodu. Nasze badania pokazują, że roztapianie się lodów ma olbrzymi wpływ na cyrkulację zwrotną, która reguluje klimat na Ziemi, dodaje doktor Adele Morrison. Mówimy o potencjalnym długoterminowym zniknięciu niezwykle ważnego mechanizmu. Tak głębokie zmiany w przepływie ciepła, tlenu, węgla i składników odżywczych będą miały głęboki, negatywny, trwający wiele wieków wpływ na oceany, dodaje England.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Polarnicy z Uniwersytetu Śląskiego zakończyli właśnie kolejną – 56. – wyprawę na Spitsbergen. Na podstawie zebranych danych chcą wskazać różnice w mechanizmie odrywania się mas lodu z lodowców wspartych o dno morza oraz lodowców częściowo pływających.
Do tych porównań wykorzystane zostaną wyniki badań Lodowca Paierla oraz Lodowca Hansa – z sierpnia br. oraz z wieloletniej serii obserwacyjnej – poinformował PAP kierownik pierwszego etapu wyprawy, glacjolog prof. Jacek Jania z Centrum Studiów Polarnych UŚ.
Wieloletnie badania ekspedycji naukowych UŚ zmierzają do określenia prawidłowości w reakcji lodowców Svalbardu na przyśpieszone ocieplanie Arktyki i globu. Lodowce uchodzące do morza są bardzo wrażliwe na ocieplanie klimatu. Większe topnienie dostarcza wód roztopowych do ich podłoża, co ułatwia poślizg po dnie. Tym samym przyśpiesza ruch, a w konsekwencji +produkcję+ gór lodowych. Takie lodowce zmniejszają swój zasięg dramatyczne, unaoczniając silne ocieplanie Arktyki. Ponadto, lodowce cielące się dostarczają do morza znacznie więcej masy niż te lądowe (wody roztopowe + góry lodowe). A tym samym znacząco oddziałują na wzrost poziomu oceanu światowego – podkreślił.
Prof. Jania wskazał, że badanie lodowców uchodzących do morza jest jednym z najtrudniejszych zagadnień glacjologicznych, ze względu na niebezpieczeństwa związane ze zbliżaniem się do „cielących się” klifowych czół lodowców, od których odrywają się góry lodowe – szczególnie w lecie. Z kolei wejście na lodowiec w pobliżu czoła jest równie niebezpieczne z powodu licznych, głębokich szczelin w lodzie.
Jednak nasi badacze od kilku dekad specjalizują się w ilościowych studiach szybkości ruchu i utraty masy tych lodowców. Stosowane są coraz nowsze metody – obok obrazów satelitarnych konieczne są również pomiary bezpośrednie w terenie obejmujące m.in. naziemny skaning laserowy dalekiego zasięgu, dający obraz dynamiki niedostępnych czół lodowcowych z dokładnością kilku, kilkunastu cm. Niezbędne są także dane oceanograficzne sprzed czół lodowców kończących się w morzu. Ponadto dla obliczenia intensywności utraty masy lodu traconej na kontakcie z wodą morską istotne są dokładna głębokość i topografia dna fiordu – opowiadał prof. Jania.
W tym roku podwodne dane badacze uzyskali dzięki współpracy z amerykańskim statkiem oceanograficznym r/v OceanXplorer 1, który wykonał precyzyjne kartowanie dna zatoki Vestre Burgerbukta przed czołem Lodowca Paierla oraz części podwodnej jego klifu. Wyniki potwierdziły, że ten lodowiec jest częściowo pływający, w najgłębszych partiach fiordu. Jest zatem podobny do bardzo trudnodostępnych lodowców Grenlandii – produkujących wielką ilość gór lodowych i oddziałując na wzrost poziomu oceanu światowego. Może więc stać się pewnym modelem dla nich – wskazał glacjolog.
Od lodowców wspartych o dno odłamują się mniejsze góry lodowe. Najnowsze badania pracowników UŚ wykazały, że intensywność ich cielenia zależy od termiki sezonu letniego, ilości wód roztopowych i od temperatury wody morskiej na kontakcie z klifem lodowym. Natomiast lodowce pływające lub częściowo pływające nie są jeszcze dobrze zbadane pod tym względem. Co pewien czas pojawiają się epizody +masywnego cielenia+, kiedy szeroki na 80-100 m pas czoła lodowca odrywa się od jęzora i dostarcza armadę dużych gór lodowych i masę drobnych brył druzgotu lodowego; wtedy nie da się wpłynąć do zatoki przed lodowcem. Przyczyny tych epizodów wymagają zbadania – dodał prof. Jania.
Tegoroczna wyprawa na Spitsbergen (a dokładniej – w rejon fiordu Hornsund na południowym Spitsbergenie) była już 56. ekspedycją polarników z Uniwersytetu Śląskiego.
Jak wskazał prof. Jania, przez pandemię COVID-19 ciągłość ich długich, wieloletnich serii obserwacyjnych została zagrożona, ponieważ ani w tym, ani poprzednim roku nie udało się zorganizować wiosennej ekspedycji, przypadającej na koniec arktycznej zimy.
Lodowce cielące się dostarczają do morza znacznie więcej masy niż te lądowe (wody roztopowe + góry lodowe). A tym samym znacząco oddziałują na wzrost poziomu oceanu światowego
Wyprawy w sezonie letnim starają się zapełnić te luki. Jednakże niektóre instrumenty niedoglądane na koniec zimy przestały pracować lub uległy zniszczeniu. Aparaturą interesują się białe niedźwiedzie, a lisy polarne lubią izolację kabli zasilających instrumenty z akumulatorów i powodują zwarcia instalacji – wyjaśnił. Dodał, że tegoroczne prace były dodatkowo utrudnione przez często pojawiające się w rejonie Polskiej Stacji Polarnej niedźwiedzie polarne, stanowiące poważne zagrożenie podczas prac badawczych.
Tegoroczna ekspedycja realizowana była w dwóch etapach. W sierpniu badacze prowadzili badania terenowe dla monitoringu ewolucji lodowców arktycznych pod wpływem zmian klimatu. W skład tego zespołu weszli: dr inż. Małgorzata Błaszczyk – geodeta i glacjolog, dr Michał Ciepły – glacjolog, prof. Jacek A. Jania - glacjolog, geomorfolog, kierownik wyprawy, mgr Kamil Kachniarz – glacjolog, doktorant, mgr Aleksandra Osika – geomorfolog, doktorantka, mgr Katarzyna Stachniak – hydrolog, doktorantka oraz lic. Dawid Saferna – magistrant geografii.
W drugim etapie, czyli na początku września, kontynuowano badania klimatu i lodowców, poszerzając je o wstępne badania wkraczania roślinności na tereny opuszczone przez topniejący lodowiec. Drugi zespół tworzyli: mgr Tomasz Budzik – klimatolog, kierownik grupy, mgr Mariusz Wierzgoń – botanik, doktorant w Instytucie Biologii, Biotechnologii i Ochrony Środowiska UŚ oraz lic. Natalia Łatacz – magistrantka kierunku geografia.
Kolejna wyprawa planowana jest na przyszły rok.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niedawno dowiedzieliśmy się o wyjątkowych upałach, jakie nawiedziły Kanadę i o kolejnych krajowych rekordach temperatury, która w końcu w miejscowości Lytton sięgnęła niemal 50 stopni Celsjusza. Tymczasem Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) oficjalnie potwierdziła rekord temperatury na Antarktydzie. W lutym ubiegłego roku w argentyńskiej stacji Esperanza na Półwyspie Antarktycznym zanotowano 18,3 stopnia Celsjusza.
Zweryfikowanie pomiaru najwyższej temperatury jest ważne, gdyż pozwala nam zbudować lepszy obraz pogody i klimatu na tym obszarze, stwierdził sekretarz generalny WMO, Petteri Taalas. Półwysep Antarktyczny to jeden z najszybciej ogrzewających się obszarów na Ziemi. W ciągu ostatnich 50 lat średnie temperatury wzrosły tam o 3 stopnie Celsjusza. Nowy rekord jest zatem zgodny z obserwowanym trendem.
W ubiegłym roku John King z British Antarctic Survey mówił To jest ten region Antarktyki, w którym spodziewamy się od czasu do czasu niezwykle wysokich temperatur. Jest to spowodowane gorącymi wiatrami wiejącym z gór na zachód od Stacji Esperanza. Powodują one, że w ciągu kilku godzin temperatura może wzrosnąć nawet o 10 stopni Celsjusza. Samo to zjawisko nie jest niczym niepokojącym. Ale wpisuje się ono we wzorzec zmian na Antarktyce i tym należy się martwić. To najszybciej ocieplający się region Antarktyki, więc nie będę zdziwiony, jeśli w ciągu najbliższych lat obecny rekord znowu zostanie pobity, stwierdzał King.
Weryfikując pomiar rekordowej temperatury, eksperci z WMO przyjrzeli się zarówno warunkom, jakie wówczas panowały, jak i samemu sposobowi przeprowadzenia pomiaru oraz wykorzystanym urządzeniom. Stwierdzili, że utworzony wówczas obszar wysokiego ciśnienia zepchnął wiatr w po zboczach gór. Z wcześniejszych badań wiemy, że takie warunku i sprzyjają szybkiemu wzrostowi temperatury w tym regionie. Odnośnie metod i narzędzi pomiarowych nie zgłoszono żadnych zastrzeżeń.
Jednocześnie WMO uznało za błędny inny, jeszcze wyższy, odczyt z automatycznej brazylijskiej stacji monitorującej umieszczonej na pobliskiej Wyspie Seymoura. W tym samym czasie, gdy padł rekord na Esperanzy, stacja na wyspie wskazał temperaturę 20,75 stopni Celsjusza. Eksperci WMO uznali, że improwizowana osłona radiacyjna na brazylijskiej stacji doprowadziła do nieprawidłowego działania czujnika temperatury powietrza i nie uznali odczytu.
Dane ze stacji Esperanza zostaną wpisane do prowadzonej przez WMO bazy danych zawierające ekstrema klimatyczne i pogodowe. Zawarto tam informacje o najwyższych i najniższych na Ziemi temperaturach, opadach, suszach, prędkościach wiatru i innych, w tym zgonach spowodowanych pogodowymi ekstremami.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.