De flesta föreställer sig Antarktis som en frusen vildmarkskontinent, men människor har bott – och byggt – där i decennier. Nu, för första gången, vi kan avslöja det mänskliga fotavtrycket över hela kontinenten.

Vår forskning, publicerad idag i tidskriften Nature Sustainability, fann att medan byggnader och störningar täcker en liten del av hela kontinenten, det har en överdimensionerad inverkan på Antarktis ekosystem.

Våra data visar att 76 % av byggnaderna i Antarktis ligger inom bara 0,06 % av kontinenten:de isfria områdena inom 5 km från kusten. Denna kustkant är särskilt viktig eftersom den ger tillgång till södra oceanen för pingviner och sälar, samt att ge ett typiskt blötare klimat lämpligt för växtliv.

En svår fråga att svara på

Hur mycket mark vi tillsammans påverkar med infrastruktur i Antarktis har varit en fråga som har väckts i decennier, men har hittills varit svårt att svara på. Den goda nyheten är att det är ett relativt litet område. Den större frågan är var den är. Tillsammans med våra kollegor Dana Bergström och John van den Hoff, vi har gjort den första mätningen av "fotavtrycket" av byggnader och störd isfri mark över Antarktis.

Detta motsvarar mer än 390, 000 kvadratmeter byggnader på den isiga kontinenten, med ytterligare 5, 200, 000 m² störning bara till isfritt land. För att uttrycka det på ett annat sätt, det finns mer än 1, 100 m² störd mark per person i Antarktis som mest befolkat på sommaren. Detta orsakas främst av de 30 nationerna med infrastruktur i Antarktis, tillsammans med viss närvaro från turistnäringen.

Det har tagit tills nu att ta reda på omfattningen av vår påverkan på grund av svårigheter att samla in data. Eftersom så många länder är aktiva i Antarktis, att få dem att tillhandahålla data om sin infrastruktur har gått väldigt långsamt. Eftersom två tredjedelar av forskningsstationerna byggdes före antagandet av protokollet om miljöskydd till Antarktisfördraget, de krävde inte miljökonsekvensbedömningar eller övervakning, så det är ganska troligt att många av operatörerna inte har tillgänglig information om sina fotspår. Dessutom, på grund av den inneboende svårigheten att komma åt Antarktis, och de stora avstånden mellan varje station, det är inte möjligt att utföra fältmätningar på kontinental skala.

För att lösa dessa problem, vårt team tog ett etablerat tillvägagångssätt för att mäta en enda stations fotavtryck, och applicerade det på 158 platser över hela kontinenten med hjälp av satellitbilder. Majoriteten av bilderna som användes var fritt hämtade från Google Earth, möjliggörs av ständigt ökande förbättringar i upplösning och täckning.

Denna process tog timmar av mödosam "digitalisering" – där de rumsligt korrekta bilderna av byggnader och störd mark kartlades manuellt i ett datorprogram för att skapa data.

Intressant, en av de svåraste platserna var USA:s Amundsen-Scott Station. Eftersom denna station ligger på den geografiska sydpolen, väldigt få satelliter passerar ovanför. Detta problem löstes så småningom genom att tråla igenom tusentals flygbilder producerade av NASA:s Operation IceBridge, där vi fann att deras flygplan hade flugit över stationen 2010. Efter att ha samlat in dessa data, vi jämförde sedan våra mätningar med befintliga kända byggnadsstorlekar och fann att vår noggrannhet låg inom 2 %.

Till skillnad från byggnader, vi hade inga mått att jämföra för störd mark som vägbanor, landningsbanor, stenbrott och liknande. Vi tror att vi har producerat en betydande underskattning, på grund av faktorer som snötäcke och otillräcklig bildupplösning som skymmer mindre funktioner som vandringsleder.

Plats, plats, plats

Efter att ha kartlagt byggnaders fotavtryck och markstörningar har våra data gett några intressanta resultat. Av praktiska skäl, de flesta stationer i Antarktis ligger inom de små isfria områdena spridda över kontinenten, speciellt runt kusten. Förutom att vara attraktiv för oss, dessa områden är viktiga för mycket av Antarktis biologiska mångfald genom att tillhandahålla häckningsplatser för sjöfåglar och pingviner, substrat för mossor, lavar, och två kärlväxter, och livsmiljö för kontinentens ryggradslösa arter.

Ett annat intressant fynd från dessa data är vad de berättar om vildmarken på kontinenten. Även om det nuvarande fotavtrycket täcker en mycket liten del av Antarktis mer än 12 miljoner kvadratkilometer, vi fann att störningar finns i mer än hälften av alla stora isfria områden längs kusten. Vidare, genom att använda byggnadsdata vi fångat in, tillsammans med befintligt arbete av Rupert Summerson, vi kunde också uppskatta det visuella fotavtrycket, vilket uppgår till ett område som i storlek liknar det totala isfria landet över hela kontinenten.

Utgivningen av denna forskning är läglig, med betydande ökningar av infrastrukturen som föreslås för Antarktis. För närvarande finns det nya stationer föreslagna av flera nationer, stora ombyggnadsprojekt av befintliga stationer pågår (inklusive USA:s McMurdo och Nya Zeelands Scott Base), och Italien bygger en ny bana i isfria områden.

Australien har föreslagit Antarktis första betongbana, som om den byggdes skulle vara kontinentens största.

Tills nu, beslut om utbyggnad av infrastruktur har varit utan sammanhanget av hur mycket som redan finns. Vi hoppas att informerade beslut nu kan fattas av det internationella samfundet om hur mycket byggnad i Antarktis som är lämpligt, var det ska ske, och hur man hanterar framtiden för den sista stora vildmarken.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.