Undervattenflygplanet Storm Petrel gör sin jungfrutur i Antarktis. Upphovsman:Damien Guihen/University of Tasmania
Till yttre rymden och djuphavet, lägg till "under isen" till listan över sällan kartlagda gränser för vetenskaplig utforskning.
Det har varit väldigt få expeditioner där robotar dök under polare ishyllor för att karakterisera och mäta dem. UC Davis ingenjörsprofessor Alexander Forrest kom nyligen tillbaka från en av dem.
Forrest ledde ett sex-medlemmars robotiklag i Antarktis vid Western Ross Sea och Terra Nova Bay som en del av en internationell expedition, LIONESS, leds av Korea Polar Research Institute. Det står för Land-Ice/Ocean Network Exploration med halvautonoma system. Teamet tillbringade nästan två månader i januari och februari ombord på den sydkoreanska isbrytaren R/V Araon.
Deras uppdrag? Distribuera två robotar, eller autonoma undervattensfordon (AUV) - en för att dyka under havsisen för att kartlägga botten av Nansen ishylla, varifrån två isberg i storlek Manhattan bröt förra året. Den andra, ett segelflygplan med vingar som heter Storm Petrel, att patrullera framsidan av ishyllan i 10 dagar, söker bevis på sötvatten och fångar förändringar över tid. Varför? I sista hand, för att bättre förutsäga hur - och när - ishyllor kollapsar.
"Ishyllorna smälter, "Sa Forrest." Vi vet detta. Men vi vet inte hur snabbt de smälter. Att faktiskt göra mätningar på plats är nästa steg. Vi försöker få en grundläggande förståelse för vilka förändringar som händer i Antarktis. Som ett globalt samhälle, vi förstår inte riktigt vad vi förlorar. "
UC Davis ingenjörsprofessor Alex Forrest med den återhämtade undervattensflygplanet efter sin sju dagars uppdragsdykning i Terra Nova Bay, Antarktis. Upphovsman:Damien Guihen/University of Tasmania
Från en stolpe till den andra
I juli, laget kommer att gå i motsatt riktning, till Arktis Milne Fjord, där Forrest och kollegor planerar att studera den sista epishelf -sjön i Kanada.
Epishelf -sjöar bildas när smältvatten som rinner från en glaciär fångas bakom en flytande ishylla. När ishyllor i Arktis försvinner, så gör epishelf sjöarna dammade bakom dem. Även om Kanada snart kan vara epishelf-fritt, andra finns kvar på Grönland och Antarktis. Forskningen är avsedd att bättre förklara tidsskalor, som ishyllor smälter snabbare än forskare tidigare förutspått.
"Det handlar om att förstå hur denna miljö är nu så att vi kan förstå hur potentiella framtida klimatscenarier kommer att driva dessa system på Grönland och Antarktis, också, Sa Forrest.
R/V Araon, en sydkoreansk isbrytare, rör sig genom is och hav precis utanför Jang Bogo -stationen i Antarktis. Detta skott fångades med ett obemannat flygfordon. Upphovsman:Damien Guihen/University of Tasmania
Isglidare att distribuera vid Lake Tahoe
När man inte simmar längs polarisen, Storm Petrel glider byter havet mot sötvatten. Det bosätter sig för närvarande i sitt nya hem vid Lake Tahoe, som sträcker sig över gränserna mellan Kalifornien och Nevada. UC Davis Tahoe Environmental Research Center planerar att distribuera den i sjön tidigt i sommar.
Planen är att segelflygplanet ska göra kontinuerliga mätningar, tillhandahålla information i realtid till TERC:s nätverk av instrumenterade bojar, jaga stormhändelser, och i slutändan hjälpa till att avrunda bilden av processerna och effekterna som påverkar Lake Tahoe.
"Sjöar är mycket varierande, både rumsligt och i tid, "sa Geoffrey Schladow, chef för UC Davis Tahoe Environmental Research Center. "Konventionella mätningar kan inte fånga denna dynamik. Men med en segelflygplan som fungerar i veckor i taget, från ytan till botten, äntligen har vi lämpligt verktyg. "
Ett isberg utanför inloppet till Jang Bogo Station i Terra Nova Bay, Antarktis. Upphovsman:Damien Guihen/University of Tasmania
Lake Tahoe blir "smartare" hela tiden med sitt nätverk av nearshore -sensorer, NASA-bojar och bra gammaldags manuell provtagning från TERC:s forskningsfartyg. Men segelflygplanet kan göra något som de andra verktygen inte kan:Röra sig runt sjön i dåligt väder och tuffa förhållanden.
Och, som nästan alla som studerar sötvattenssjöar kan intyga, dåligt väder - med sin blandning, kullar, svullnad och uppväxt - är när allt riktigt intressant händer i en sjö.
Oavsett om det är vid polerna, eller i en Kaliforniensjö, data som dessa robotar samlar in hjälper till att forma bilden av hur vattenmiljöer förändras, och vad som kan förväntas under de kommande åren.
