Forskare vid University of Southampton har fångat oöverträffad data om några av de kallaste avgrundsvatten på jorden - känd som Antarctic Bottom Water (AABW) - under den första resan med den gula nedsänkta roboten, känd som Boaty McBoatface, som kom tillbaka till Storbritannien förra veckan.
Laget, som också involverade forskare från British Antarctic Survey och ingenjörer från National Oceanography Centre, fångad data om temperatur, vattenflödeshastighet och undervattensturbulenshastigheter i Orkneypassagen, en region i södra oceanen som är cirka 4, 000 m djup och ungefär 500 miles från den antarktiska halvön.
För att visualisera Boatys framsteg och placera data i sammanhanget med den komplicerade terrängen i regionen, teamet har skapat en animerad genomgång av Orkneypassagen. Den insamlade informationen kommer nu att analyseras för att förstå den komplexa processen med havsblandning och hur den påverkar klimatförändringarna.
Informationen samlades in som en del av DynOPO (Dynamics of the Orkney Passage Outflow) sju veckor långa expedition, med RRS James Clark Ross som återvände till Southampton förra veckan. DynOPO-programmet finansieras av ett anslag från Natural Environment Research Council (NERC).
Det var Boaty McBoatfaces första antarktiska resa, en av klassen Autosub Long Range (ALR) av obemannade undervattensfarkoster, den senaste typen av autonoma undervattensfarkoster (AUV) utvecklade av National Oceanography Centre. Autosub namngavs efter förra årets kampanj av NERC för att namnge Storbritanniens nya polarforskningsfartyg. Medan skeppet kommer att få sitt namn efter den berömda naturforskaren och sändaren Sir David Attenborough, det populära förslaget från tävlingen - Boaty McBoatface - lever vidare i form av en obemannad undervattensbåt som kommer att stödja forskningsfartyget att utforska delar av polarområdena som är otillgängliga för människor.
Välkomna Boaty McBoatface tillbaka från sitt första uppdrag, Universitets- och vetenskapsminister Jo Johnson, sa:"Färsk från sin jungfruresa, Boaty levererar redan ny insikt i några av de kallaste havsvattnen på jorden, ge forskare en större förståelse för förändringar i den antarktiska regionen och forma en global ansträngning för att hantera klimatförändringar.
"Framtida båtuppdrag och det nya forskningsfartyget RRS Sir David Attenborough kommer att säkerställa att Storbritannien fortsätter att slå över sin vikt och leda vägen inom polarvetenskap, teknik och teknik som en del av vår industriella strategi."
Forskare använde en kombination av specialiserade instrument inklusive de utplacerade från fartyget samt instrument förtöjda vid havsbotten och mätningar gjorda av Boaty.
Den dränkbara båten genomförde tre uppdrag under expeditionen, de längsta variga tre dagarna, reser mer än 180 km och når djup på nästan 4, 000 m. Den färdades fram och tillbaka genom en avgrundsström av Antarktis bottenvatten längs Orkneypassagen, ibland i vatten kallare än 0°C och i strömmar upp till 1 knop, samtidigt som man mäter turbulensens intensitet.
Denna ström bildas utanför Antarktis kust när kalla vindar från inlandsisen kyler havsytan. Den resulterande kylan, tätt vatten sjunker och rör sig norrut, utgör en viktig del av den globala cirkulationen av havsvatten. Orkneypassagen är en viktig chokepoint som AABW måste navigera på sin väg från Antarktis Weddell Sea till Atlanten.
Aktuella bevis tyder på att växlande vindar över södra oceanen påverkar hastigheten på havsbottenströmmar som bär AABW. Hastigheten på dessa strömmar avgör hur turbulent deras flöde runt undervattens bergskedjor (ubåttopografi) är. Snabbare flöde är mer turbulent, och i denna turbulens blandas mer värme in i AABW från grundare, varmare havslager - vilket värmer upp det avgrundsdjupa vattnet på väg till ekvatorn, påverkar globala klimatförändringar.
Professor Alberto Naveira Garabato från University of Southampton, ledande vetenskapsman för DynOPO, sade:"Orkney-passagen är en viktig chokepoint för flödet av avgrundsvatten där vi förväntar oss att mekanismen som kopplar växlande vindar till uppvärmning av avgrundsvatten kommer att fungera. Vårt mål är att lära oss tillräckligt mycket om dessa invecklade processer för att representera dem (för första gången) ) i modellerna som forskare använder för att förutsäga hur vårt klimat kommer att utvecklas under 2000-talet och därefter.
"Vi har kunnat samla in enorma mängder data som vi aldrig har kunnat fånga förut på grund av hur Boaty (Autosub Long Range) kan röra sig under vattnet. Hittills har vi bara kunnat ta mätningar från en fast punkt, men nu, vi kan få en mycket mer detaljerad bild av vad som händer i detta mycket viktiga undervattenslandskap. Utmaningen för oss nu, är att analysera allt."
Men expeditionen var inte utan sina utmaningar. Povl Abrahamsen, Fysisk oceanograf vid British Antarctic Survey, förklarade:"I början av ett uppdrag, under dykning, Boaty stötte på en svärm av krill så tät att ubåtens ekolod trodde att den närmade sig havsbotten fastän den bara var på 80 meters djup, och återvände till ytan. Dock, uppsidan var att vi såg massor av valar nära fartyget! Trots en och annan hicka, och i allt kallare och mörkare förhållanden, Boaty har samlat en unik och spännande datauppsättning som vi ser fram emot att studera mer i detalj under månader och år framöver."
Steve McPhail, Chef för AUV-utvecklingen vid National Oceanography Centre, tillade:"Även om dessa senaste installationer testade de tekniska funktionerna hos Autosub Long Range, vi är oerhört nöjda med resultaten och de data som vi har kunnat tillhandahålla det vetenskapliga samfundet. Inom en snar framtid, vi ser fram emot att utöka och utveckla flottan med framgången för detta sista uppdrag."
