Die Antarktis, eine Eiswüste mit unerträglichen klimatischen Bedingungen für Lebewesen, ist vielleicht der unwirtlichste Ort auf unserem Planeten. Sie ist es jedoch, unfreundlich und eisig, die zunehmend die Aufmerksamkeit der wissenschaftlichen Welt auf sich zieht. Hier versuchen Klimawissenschaftler, den Schlüssel zu finden, um zu verstehen, was mit unserem Planeten passiert.
Im März dieses Jahres wurde das Forschungsprogramm „Internationales Polarjahr“gestartet, das beide Polarregionen, die Arktis und die Antarktis umfasst und bis Februar 2009 andauert. Während dieser zwei Jahre werden 160 Wissenschaftler aus 63 Ländern der Welt zwei jährliche Beobachtungszyklen in den Polarregionen durchführen, die ihnen helfen werden, die Prozesse des Klimawandels auf dem Planeten besser zu verstehen. Eine der Organisationen, die das Forschungsprogramm leitet, ist die Australian Antarctic Research Unit (AAD). Es waren einst veröffentlichte Daten zu Veränderungen atmosphärischer Prozesse im Bereich der Eisschale des Low Dome, die Wissenschaftlern auf der ganzen Welt als Alarmsignal dienten.
Dr. Lows Bedenken
" Das permanente Eis an dieser Stelle besteht aus klar definierten Sommer- und Winterschichten", sagt Dr. Phillip Lowe, ehemaliger Direktor der AAD-Abteilung, der kürzlich seinen 95. Geburtstag feierte. „Sie können gezählt werden wie die Ringe eines Baumes, mit dem Unterschied, dass diese Schichten, die sich über Hunderttausende von Jahren gebildet haben, zur Analyse des historischen Klimamusters der Erde herangezogen werden können.“
„Leider“, fährt der Wissenschaftler fort, nach dem dieses Gebiet der Antarktis benannt wurde, „haben wir noch nicht genügend Informationen, die bestätigen könnten, dass Klimaveränderungen wie die heutigen auf der Erde bereits in den letzten mehreren tausend Jahren stattgefunden haben. Das macht uns am meisten Sorgen. Wir erinnern uns gut, wie vor einigen Jahren alle entsetzt waren über Berichte über die fast vollständige Zerstörung von Schelfeis in der Antarktis, und wir sprechen von ewigem Eis, dessen Dicke hundert Meter oder mehr betrug. “
Diese enttäuschenden Ergebnisse wurden vor einem Jahr bestätigt, als einer der NASA-Satelliten in den letzten Jahren ernsthafte Veränderungen der antarktischen Eisdecke aufzeichnete. Nach den vorgelegten Daten hat sich die Fläche des sogenannten ewigen Eises in nur einem Jahr um fast 15% verringert, dh um eine Fläche, die ungefähr dem Territorium der Türkei entspricht. Der NASA-Laborwissenschaftler Dr. S. Ngayem aus Kalifornien hält dies für den deutlichsten Beweis für die globale Erwärmung in der Antarktis und einen katastrophalen Anstieg des Wasserspiegels in den Weltmeeren.
Lange zuvor kamen Alarmsignale von Forschern des anderen Polarpols - der Arktis. 1994 entdeckten Mitarbeiter des Moskauer Instituts für Ozeanologie als erste die Wassererwärmung im Arktischen Ozean, indem sie die Zeit maßen, die Schall brauchte, um von einem Ende des Ozeans zum anderen zu gelangen, und ihre Messwerte mit früheren historischen Daten verglichen.
„Wir haben es nicht sofort geglaubt“, sagt Professor Alexander Gavrilov vom Zentrum für Meeresforschung an der Curtin University of Technology, Westaustralien, der damals an dieser Arbeit beteiligt war. - Entschieden, dass es nur ein Fehler in unseren Modellen war! Schließlich wurde damals noch nicht von einer katastrophalen Erwärmung gesprochen!“
Leider begannen sich die Schlussfolgerungen russischer Wissenschaftler sehr bald zu bestätigen. Im folgenden Jahr drang ein kanadischer Eisbrecher in diese Meeresregion ein, die ebenfalls ungewöhnlich hohe Temperaturen aufwies. Bald war es endlich klar: die Temperatur des Atlantikwassers
im Arktischen Ozean nimmt jedes Jahr zu und ist deutlich höher als in den 1980er Jahren.
Singende Eisberge
Als ehemaliger Arktisforscher erforscht Professor Gavrilov heute die Antarktis und studiert sie auf die originellste Art und Weise - indem er unter Wasser zuhört.
Alles begann im Jahr 2002, als Mitarbeiter des deutschen Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung eine interessante Entdeckung machten – sie filmten und konnten den „Gesang“eines abbrechenden Eisbergs reproduzieren. Wie so oft war die Entdeckung zufällig – Wissenschaftler zeichneten seismische Signale auf, die durch tektonische Bewegungen auf dem Schelfeis der Antarktis verursacht wurden.
Der „Sänger“entpuppte sich als großer (20 km breiter und 50 km langer) Eisberg B-09A vor der Ostküste der Antarktis. Ein riesiger Block stürzte auf eine Unterwasserhalbinsel und blieb dort stecken, und Wasserströme, die mit hoher Geschwindigkeit durch Sp alten und Tunnel im Eisberg flossen, brachten eine riesige Eisscholle zum Singen.
Sie singen wirklich, diese Eisberge. Die vom Eisberg ausgehenden Schallwellen haben jedoch eine zu niedrige Frequenz für unser Gehör. Ozeanologen, die am Center for Marine Research der Curtin University in Perth theoretische und experimentelle Forschung auf dem Gebiet der Meeresakustik betreiben, spielen Klänge und Geräusche ab, die in vier Bändern (3-15 Hz, 15-30 Hz, 30-60 Hz und 60-60 Hz) aufgenommen wurden. 100 Hz) Antarktis mit einer zehn- und zwanzigfach erhöhten Geschwindigkeit. Nur bei einer solchen Aufnahme kann das menschliche Ohr das Singen von Eisbergen hören – ein tiefes, kraftvolles Brummen, als würde ein entferntes Orchester seine Instrumente in einem riesigen Orchestergraben eines unsichtbaren Theaters stimmen.
Die Untersuchung singender Eisberge und die Analyse der von ihnen erzeugten Schallwellen ist nur ein kleiner Teil eines äußerst interessanten Projekts zur Erforschung der Antarktis, das vor drei Jahren von australischen akustischen Ozeanologen vorgeschlagen wurde. Die Antarktis unter Wasser zu hören, ist die Hauptidee dieses Projekts. Die Wissenschaftler untersuchten die technische Machbarkeit und Wirksamkeit einer langfristigen kontinuierlichen akustischen Fernerkennung, Klassifizierung und statistischen Analyse von Ereignissen wie Eisbrechen und Eisbergkalben auf antarktischen Schelfeis. Tatsache ist, dass der Prozess des Schrumpfens von Gletschern durch Abbrechen und Abreißen großer Eisberge einer der Hauptindikatoren für den globalen Klimawandel ist. Die in den letzten 20 Jahren beobachteten Prozesse des Abbrechens des antarktischen Eises sind äußerst intensiv und haben zu erheblichen Veränderungen des antarktischen Eisschildes geführt. Von besonderer Bedeutung für die Wissenschaftler waren mehrere kürzliche Fälle von Abbrüchen großer Eisberge. Dennoch gibt es noch keine eindeutige Aussage darüber, ob die Intensität des Eisbruchs in natürlichen Grenzen bleibt oder stetig zunimmt. Um den wahrscheinlichen weiteren Zusammenbruch des antarktischen Eisschildes genauer vorhersagen zu können, ist eine kontinuierliche wissenschaftliche Beobachtung erforderlich. Das Abbrechen großer Eisberge kann vom Weltraum aus beobachtet werden, diese Ereignisse werden von Satelliten aufgezeichnet, hier erfolgt die Überwachung und statistische Analyse des Einsturzes kleiner Eisberge, das Brechen der Eisschale kann nicht fernbeobachtet werden.
Natürlich kann man Mess- und Empfangsgeräte unter Wasser stellen - Unterwassermikrofone, und das wird auch gemacht. Die Übertragung von Signalen aus der Antarktis ist jedoch extrem schwierig und teuer, insbesondere in Echtzeit.
Die Idee des Projekts war folgende: Wissenschaftler schlugen vor, für ihre Arbeit die bereits bestehenden einzigartigen Stationen des International Monitoring Network für illegale Unterwasser-Atomtests International Monitoring System (IMS) zu nutzen. Diese Stationen, die jeweils etwa 10 Millionen Dollar kosten, sind per Kabel mit der Küste verbunden, und von dort werden Daten in Echtzeit empfangen, dank derer es möglich ist, die Antarktis kontinuierlich zu überwachen. Im Indischen Ozean gibt es nur drei solcher Stationen, und eine davon, HA01 IMS, befindet sich seit 2003 etwa 110 km von Cape Llewin entfernt an der südwestlichen Spitze Australiens.
Die Schallgeschwindigkeit hängt von Temperatur, Salzgeh alt und Dichte des Wassers ab. Die Temperatur ist in der Nähe der Wasseroberfläche sowie in großen Tiefen aufgrund des hydrostatischen Drucks höher; dementsprechend ist die Schallgeschwindigkeit in diesen Schichten höher. Dadurch bilden sich in der Wassersäule „Schallwellenleiter“– Kanäle, durch die sich Schallwellen über große Entfernungen ausbreiten können.
Wenn es keine Kontinente gäbe, dann könnte der Schall, selbst wenn er nicht sehr stark ist, fast verlustfrei mehrmals um die Erde gehen. Dieses Phänomen wird seit jeher vom Militär genutzt, um U-Boote aufzuspüren. Akustische Ozeanologen verwenden es auch, um den Ozean zu untersuchen.
Puls des Planeten
Es wird ernsthaft daran gearbeitet, den Puls der Antarktis zu verfolgen. Akustische Ozeanologen, die mit einzigartigen Instrumenten ausgestattet sind, haben die ganze Zeit über etwa ein Drittel der gesamten Küstenlinie der Antarktis überwacht. Alle kontinuierlichen Geräuschaufzeichnungen der Station HA01 sind in 20-Sekunden-Fragmente unterteilt. Über 250.000 solcher aufeinanderfolgender Fragmente wurden in drei Beobachtungsjahren aufgezeichnet! Im Laufe der Jahre haben die Mitarbeiter des Zentrums viele wertvolle Daten gesammelt. Sie wissen zum Beispiel bereits, dass das antarktische Rauschen im Sommer stärker und im Winter schwächer ist und dass der Ausbruch ungleichmäßig erfolgt: Es gibt Bereiche mit intensiven Prozessen und es gibt schwächere.
Ein weiteres wichtiges Projekt, das internationale globale Tracking-Programm Argo, wurde vor einigen Jahren von den Amerikanern ins Leben gerufen. In den Ozean wurden Schwimmer mit variablem Auftrieb geworfen, die in eine Tiefe von bis zu 2000 m abtauchen, zehn Tage in dieser Tiefe treiben, dann auftauchen und alle aufgezeichneten Daten über Satellitenkommunikationskanäle an den Boden übertragen.
„Dieses Programm begann vor mehr als fünf Jahren“, sagt Alexander Gavrilov, „und während dieser Zeit wurden nur etwa 3.000 Schwimmer ins Meer geworfen. Und erst jetzt reicht die Menge an Informationen aus, um Schlussfolgerungen zu ziehen.
Eisberge singen derweil weiter ihre seltsamen Lieder, deren Entschlüsselung größtenteils vom Schicksal des Planeten abhängt.
