Wetenschap van de Ross Ice Shelf
De Ross Ice Shelf op Antarctica is enorm groot en beslaat 487.000 vierkante km - de grootte van Frankrijk - en heeft een dikte die varieert van een paar honderd meter vlakbij de zee tot meer dan 1.200 meter vanaf de drijvende rand. De rand van de ijsplaat langs de Ross Sea is een muur van ijs die wel 50 meter boven het water uitsteekt, waarbij het grootste deel van het ijs zich onder de waterlijn bevindt.
De Ross Ice Shelf wordt gevoed door een constante stroom ijs van gletsjers die van zowel de Oost- als de West-Antarctische ijskappen afvloeien. Terwijl nieuw ijs wordt toegevoegd, wordt bestaand ijs verwijderd door smelt aan de basis en ijsafkalving aan de voorkant. De Ross Ice Shelf speelt een belangrijke rol in het stabiliseren van de Antarctische ijskap door het ijs dat constant over het landoppervlak beweegt te ondersteunen.
Wetenschap van de Ross Ice Shelf
Een van de belangrijkste onderzoeken om meer te weten te komen over de Ross Ice Shelf is ROSETTA (the Ross Ocean and ice Shelf Environment and Tectonic setting Through Aerogeophysical surveys and modelling), een groot multidisciplinair en multi-institutioneel project dat ons inzicht in de dynamiek van het systeem van de ijsplaat wil vergroten. Om dit te bereiken zullen ROSETTA-onderzoekers nieuwe hogeresolutiegegevens verzamelen om de dikte en structuur van de Ross Ice Shelf te bepalen en de bathymetrie van het gesteente en de zeebodem onder de ijsplaat te karakteriseren. De ROSETTA-onderzoeken zullen ook magnetische en zwaartekrachtgegevens verzamelen voor geologische interpretaties en radar, LiDAR en beeldmateriaal voor het in kaart brengen van de Ross Ice Shelf, inclusief spleten en kanalen, puin en de verspreiding van zeeijs en accumulatie.
De algemene doelen van ROSETTA
In het algemeen zal ROSETTA zich richten op drie gebieden:
- Inzicht in het ijs (ijs beweegt zich naar en over het plateau met snelheden van 200-1000 meter per jaar en doet er tussen de 500 en 1000 jaar over om te reizen van waar het voor het eerst gaat drijven tot waar het eindigt bij de afkalvende rand);
- Inzicht in de onderliggende bedding (de beddingstructuur onder de ijsplaat beïnvloedt de oceaancirculatie eronder);
- Meer inzicht in de oceaan (de algemene oceaancirculatie, getijdenstromingen en de algehele menging in de baai van de Ross Sea, ook onder de ijsplaat, zijn gevoelig voor de geologie eronder en veranderingen in de omvang en dikte van de ijsplaat onder het ijsoppervlak).
Modellering van het ijs eronder
In een recent onderzoek vlogen wetenschappers van Lamont-Doherty Earth Observatory, Scripps Institution of Oceanography en de United States Geological Survey over de Ross Ice Shelf met behulp van de IcePod, een reeks radars en andere instrumenten die aan de romp van een C-130 zijn bevestigd, om te bestuderen hoe het ijs, de oceaan en het onderliggende land op elkaar inwerken. Het ROSETTA-project heeft tot nu toe 18 onderzoekslijnen en 4 verbindingslijnen van in totaal negen vluchten voltooid, wat meer dan 16.000 lijnkilometer aan gegevens heeft opgeleverd.
In november vorig jaar leverden ze een reeks LiDAR-beelden (Light Detection and Ranging) van de IcePod. Tijdens de vlucht wordt de IcePod neergelaten om gegevens te verzamelen, waarbij het LiDAR-instrument lichtpulsen uitzendt om het gebied eronder te verlichten. Vervolgens wordt gemeten hoeveel tijd het gereflecteerde licht nodig heeft om terug te keren, zodat computersoftware driedimensionale beelden van het landoppervlak kan maken.
Nieuwe kaarten van de zeebodem
Als onderdeel van het ROSETTA-project zullen wetenschappers van het Nieuw-Zeelandse GNS Science in november van dit jaar tot zes uur per dag in een C-130 boven de Ross Ice Shelf vliegen. Met behulp van een zwaartekrachtmeter die eigendom is van GNS Science en door GNS Science wordt beheerd, zullen de verzamelde gegevens GNS Science helpen bij het maken van een nieuwe kaart van de bathymetrie van de zeebodem onder de ijsplaat. De nieuwe kaart zal een 25 keer betere resolutie hebben dan de 30 jaar oude kaart die hij zal vervangen.
GNS Science neemt deel aan dit project vanwege haar ruime ervaring in geofysisch onderzoek vanuit de lucht. GNS Science heeft een bijgewerkt zwaartekrachtonderzoek vanuit de lucht uitgevoerd voor Nieuw-Zeeland. De zwaartekrachtmeter van GNS Science die wordt gebruikt als onderdeel van het onderzoek is ongeveer zo groot als een wasmachine en kan nauwkeurig kleine veranderingen in de zwaartekracht meten die worden veroorzaakt door golvingen in de zeebodem.
De geschiedenis van de ijsplaat reconstrueren
Ondertussen zijn wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Otag begonnen aan een expeditie om akoestische beelden te maken van de zeebodem en de sedimentlagen op de Ross Ice Shelf. De komende drie jaar zullen de onderzoekers ook een heetwaterboor gebruiken die is gebouwd door de Victoria University of Wellington om door het ijs te boren om het grensvlak tussen ijs en oceaan rechtstreeks te observeren, oceaaneigenschappen te meten en sedimenten op de zeebodem te bemonsteren. Met de gegevens kunnen de wetenschappers de geschiedenis van de Ross Ice Shelf sinds de laatste ijstijd reconstrueren.
ANDRILL ontdekt vreemde wezens
In een recente studie ontdekten onderzoekers van de Universiteit van Nebraska-Lincoln, gefinancierd door de National Science Foundation (NSF), een nieuwe soort kleine zeeanemonen die zich ingegraven hebben in de onderkant van de Ross Ice Shelf, met hun tentakels die zich vanaf een plafond uitstrekken in het koude, ijskoude water. Het team vond zelfs duizenden van deze kleine wezens die ondersteboven aan het ijs hingen, in tegenstelling tot anemonen die gewoonlijk op de zeebodem leven.
Deze kleine witte anemonen hebben de naam Edwardsiella andrillae gekregen ter ere van het ANDRILL-programma (ANtartic geological DRILLing), een multinationaal samenwerkingsverband van meer dan 200 wetenschappers, studenten en onderwijzers uit Duitsland, Italië, Nieuw-Zeeland, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten met als doel stratigrafische gegevens van de Antarctische rand te verzamelen. Het doel is om terug in de tijd te boren om een geschiedenis van paleomilieuveranderingen te achterhalen.)
De gevonden anemonen zijn in samengetrokken toestand minder dan een centimeter lang, maar kunnen zich in ontspannen toestand drie tot vier keer zo lang uitstrekken en hebben tussen de 20 en 24 tentakels, een binnenste ring van acht langere tentakels en een buitenste ring van 12 tot 16 tentakels. Scott Borg, hoofd van de Antarctic Science Section van NSF's Division of Polar Programs merkte op dat de ontdekking laat zien hoeveel er nog onbekend en onontdekt is door wetenschappers, zelfs na meer dan 50 jaar actief onderzoek op het continent.
Ondersteboven gekeerde vis
Deze ontdekking werd gedaan nadat wetenschappers een cilinder van 4,5 voet, uitgerust met twee camera's, een aan de zijkant gemonteerde camera en een naar voren gerichte camera, hadden neergelaten in een boorgat dat door de 270 meter dikke Ross Ice Shelf was geboord om meer te weten te komen over de oceaanstromingen onder de ijsplaat. Naast de anemonen zagen de wetenschappers vissen die regelmatig ondersteboven zwommen, waarbij de ijsplaat als de bodem van hun wereld diende, evenals polychaete wormen, amfipoden en een vreemd uitziend wezen dat de 'loempia' werd genoemd, een vier inch lange, neutraal drijvende cilinder met een diameter van een inch die langs het veld van zeeanemonen stuiterde en soms aan ze hing.
De wezens analyseren
Om meer over de anemonen te weten te komen, verdoofde het team de wezens met heet water en gebruikte het een geïmproviseerd zuigapparaat om de dieren uit hun holen te halen en naar McMurdo Station te vervoeren voor bewaring en verdere studie. Van daaruit zullen wetenschappers proberen een aantal vragen te beantwoorden, zoals hoe ze overleven zonder te bevriezen, hoe ze zich voortplanten en wat ze precies eten. Om meer te begrijpen over de anemonen stellen de wetenschappers voor om een robot te gebruiken die in staat is om diep in de oceaan en verder van het toegangsgat in het ijs te onderzoeken.