Ett team av forskare under ledning av British Antarctic Survey har för första gången kartlagt den djupaste delen av South Sandwich Trench i södra oceanen. Den här delen av havet är på sina ställen mer än sju kilometer djup och kan avslöja hur det tätaste vattnet i havet förändras.

Teamet på RRS James Clark Ross tittar på fysiken och biogeokemin av hur havsblandningen och strömmarna beter sig mellan den antarktiska halvön och South Scotia Ridge. De har genomfört den första omfattande strängkartläggningen av den södra delen av South Sandwich Trench, som skulle kunna dölja betydande nya insikter om Antarktis bottenvattenproduktion och evolution, fungerar som en slags tidskapsel för gammalt vatten.

Forskningskryssningen ANDREX II (Antarctic Deep-Water Rates of Export) är en del av ORCHESTRA-programmet. Data samlas in genom kartläggning av havsbotten och vattenprovtagning med en CTD.

Syftet med kryssningen, förutom att kartlägga en intressant och tidigare outforskad del av havet, är att de mycket djupa hålen kan fungera som oceanografiska tidskapslar. Denna dike ligger direkt i utflödesbanan från de djupaste och tätaste bottenvattnen från Weddellhavet. Det täta bottenvattnet kommer att falla ner i hålen, men sedan bli instängd och oförmögen att resa sig upp igen. Dessa är av stort intresse eftersom de är relativt unga vatten som fyller upp de djupaste delarna av det globala havet, fångar värme och kol under enorma perioder. De agerar effektivt för att förnya djuphavet och åtminstone delvis driva havets cirkulation som förmedlar globalt klimat.

Under senare år har många observationer, inklusive av BAS, har observerat att detta djupa vatten blir mindre tätt, fräschare och mindre voluminös. Orsakerna är oklara, men kommer sannolikt åtminstone delvis att involvera klimatdrivna ökningar av sötvattensmältning från kontinental is. Om det nyligen ankommande bottenvattnet har blivit mindre tätt under en längre tid, den kommer i allt högre grad inte att kunna tränga undan de äldre, tätare vatten fångat i de djupa hålen i diket och kommer istället att åka över toppen. Genom att ta prover från de djupaste hålen kommer vi att kunna datera vattnet inom. Om det är betydligt äldre än vattnet som för närvarande rinner ut ur Weddellhavet (som ANDREXII också mäter), som tyder på att det har funnits en ljusare trend och ger en minimigräns för hur länge den har pågått.

Sådana djupt fångade vattenmassor ger oss också information om vertikala blandningshastigheter, en viktig men mycket dåligt förstådd och uppmätt metrik. Detta är något som klimatmodeller för närvarande gör dåligt och behöver fler observationer för att förbättra.