Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z MBARI i ich współpracowników jest pierwszym, które dokumentuje, w jaki sposób rozmrażanie wiecznej zmarzliny zanurzonej pod wodą na skraju Oceanu Arktycznego wpływa na dno morskie. Badanie zostało opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences 14 marca 2022 r.
Liczne recenzowane badania pokazują, że topnienie wiecznej zmarzliny tworzy niestabilny grunt, który negatywnie wpływa na ważną infrastrukturę Arktyki, taką jak drogi, tory kolejowe, budynki i lotniska. Infrastruktura ta jest kosztowna w naprawie, a jej skutki i koszty będą nadal rosnąć.
Korzystając z zaawansowanej technologii mapowania podwodnego, badacze MBARI i ich współpracownicy ujawnili, że w wyniku rozmrażania wiecznej zmarzliny na dnie morskim zachodzą dramatyczne zmiany. W niektórych obszarach powstały głębokie zapadliska, inne większe niż blok miejski składający się z sześciopiętrowych budynków. Na innych obszarach z dna morskiego wyrosły pokryte lodem wzgórza zwane pingo.
„Wiemy, że w arktycznym krajobrazie zachodzą duże zmiany, ale po raz pierwszy udało nam się wdrożyć technologię, aby zobaczyć, że zmiany zachodzą również na morzu” – powiedział Charlie Paull, geolog w MBARI i jeden z wiodących autorzy badania. „To przełomowe badanie ujawniło, w jaki sposób można wykryć rozmrażanie wiecznej zmarzliny podwodnej, a następnie monitorować po ustaleniu linii bazowych”.
Podczas gdy degradację lądowej arktycznej zmarzliny przypisuje się częściowo wzrostowi średniej rocznej temperatury spowodowanej zmianami klimatu spowodowanymi przez człowieka, udokumentowane przez zespół badawczy zmiany na dnie morskim związane z wieczną zmarzliną okrętów podwodnych wynikają ze znacznie starszych, wolniejszych zmian klimatycznych związanych z naszym wynurzeniem się. z ostatniej epoki lodowcowej. Wydaje się, że podobne zmiany zachodziły wzdłuż krawędzi dawnej wiecznej zmarzliny od tysięcy lat.
„Nie ma wielu długoterminowych danych dotyczących temperatury dna morskiego w tym regionie, ale dane, które posiadamy, nie pokazują trendu ocieplenia. systemów” – wyjaśnił Paull.
„Badania te były możliwe dzięki międzynarodowej współpracy w ciągu ostatniej dekady, która zapewniła dostęp do nowoczesnych platform do badań morskich, takich jak autonomiczna technologia robotyczna MBARI i lodołamacze obsługiwane przez Kanadyjską Straż Przybrzeżną i Koreański Instytut Badań Polarnych” – powiedział Scott Dallimore, badacz. naukowiec z Geological Survey of Canada, Natural Resources Canada, który prowadził badania z Paullem. „Rząd Kanady i mieszkańcy Inuvialuit żyjący na wybrzeżu Morza Beauforta wysoko cenią te badania, ponieważ opisane złożone procesy mają wpływ na ocenę geozagrożeń, tworzenie unikalnych siedlisk morskich i nasze zrozumienie procesów biogeochemicznych”.
Tło
Kanadyjskie Morze Beauforta, odległy obszar Arktyki, dopiero niedawno stało się dostępne dla naukowców, ponieważ zmiany klimatyczne powodują cofanie się lodu morskiego.
Od 2003 roku MBARI jest częścią międzynarodowej współpracy w zakresie badania dna morskiego kanadyjskiego Morza Beauforta z Geological Survey of Canada, Department of Fisheries and Oceans Canada, a od 2013 roku z Koreańskim Instytutem Badań Polarnych.
W projekcie MBARI wykorzystano autonomiczne pojazdy podwodne (AUV) i sonar okrętowy, aby odwzorować batymetrię dna morskiego z dokładnością do siatki o powierzchni jednego metra kwadratowego, czyli mniej więcej wielkości stołu obiadowego.
Paull i zespół naukowców wrócą do Arktyki tego lata na pokładzie R/V Araon, koreańskiego lodołamacza. Ta podróż z wieloletnimi współpracownikami MBARI z Kanady i Korei – wraz z dodaniem Laboratorium Badawczego Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych – pomoże nam lepiej zrozumieć rozkład wiecznej zmarzliny na łodziach podwodnych.
Dwa pojazdy AUV firmy MBARI zmapują dno morskie z niezwykłą szczegółowością, a MiniROV firmy MBARI — przenośny zdalnie sterowany pojazd — umożliwi dalszą eksplorację i pobieranie próbek w celu uzupełnienia badań mapowania.
Wsparcie dla tych prac zostało zapewnione przez Fundację Davida i Lucile Packard, Geological Survey of Canada, Fisheries and Oceans Canada oraz koreańskie Ministerstwo Oceanów i Rybołówstwa (grant KIMST nr 1525011795).