Forskningsfartyget JOIDES Resolution, sett utanför Honolulu, Hawaii. Upphovsman:William Crawford/IODP
Den 5,4 miljoner kvadratkilometer stora antarktiska inlandsisen är den överlägset största massan av färskvatten på jorden. Om allt skulle smälta, det skulle höja den globala havsnivån cirka 70 meter, driver den mänskliga civilisationen inåt landet, och utplåna vissa nationer helt. Med klimatförändringar som orsakas av människor nu fortlöper, forskare vill veta hur snabbt isen kan reagera. Ett sätt att ta reda på:studera hur isen har reagerat på tidigare varma perioder som kan vara analoga med vår egen.
En grupp med 30 forskare är på väg att göra just detta. Forskningsfartyget JOIDES Resolution, lämnade Punta Arenas, Chile den 20 mars, att borra kärnor av sediment från en avlägsen del av havsbotten där gamla isberg tros ha lämnat ledtrådar. Med hjälp av dessa, forskarna hoppas kunna kartlägga hur inlandsisen har vaxat och avtagit som svar på klimatsvängningar under de senaste 10 miljoner åren.
Två månader lång kryssning är Expedition 382 av International Ocean Discovery Program (IODP), ett samarbete mellan forskare från många nationer som samordnar storskaliga havsexpeditioner för att studera jordens historia som registrerats i sediment och stenar under havsbotten. Forskarna och besättningen siktar på att borra kärnor från sängen i Scotiahavet, utanför Antarktishalvön.
När snön faller på Antarktis, det byggs långsamt upp och förvandlas till is i kontinentens inre. Denna is förvandlas till glaciärer, som flyter utåt, mot kusterna. Denna rörliga is skrapar upp och innehåller stora mängder stenar och damm. När isen når havet, bergs bryter av, tillsammans med deras massa skräp. Antarktis ringas av en kraftfull ström moturs, och många berg rider så klart runt kontinenten, tills de nära hindret på Antarktishalvön, en lång arm som sticker ut från huvudlandmassan mot Chile. Här, i Scotiahavet, bergen skjuts norrut mot södra oceanen, och börja smälta. Forskare har kallat detta område för "Iceberg Alley" (inte att förväxla med dess mer kända motsvarighet söder om Grönland, där ett isberg sjönk Titanic 1912).
När isberg smälter, de tappar sina forsränade lastrester till havsbotten, och dessa laster byggs upp i lager under århundraden och årtusenden, över miljoner år. Och, eftersom bergarter med ursprung i olika delar av Antarktis har olika kemiska signaturer, forskare kan räkna ut deras ursprung. Med nyligen utvecklade tekniker, de kan också se när skräp tappades, ner till inom så lite som några hundra år. Således, de borde kunna berätta hur mycket is som släpptes ut och när - en färdplan för förändrat klimat, och den resulterande tillväxten eller krympningen av isen.
"Denna expedition kommer att förbättra vår förståelse för historien om de antarktiska inlandsisarna och deras omgivande hav under de senaste 10 miljoner åren, "sa Jamie Allan från U.S.National Science Foundation's Division of Ocean Sciences, som finansierar IODP. "Det kommer också att öka vår kunskap om hur isberg bildades och rörde sig under den tiden."
Co-chefsforskare Maureen Raymo från Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory sa att hon är särskilt intresserad av två perioder som kan vara jämförbara med modern tid. Den första var den sena Pliocenen, för ungefär 3 miljoner år sedan, en period med höga havsnivåer då koldioxidhalterna var cirka 400 delar per miljon - ungefär vad de är nu - och temperaturen var nära den som förväntades i slutet av 2000 -talet. Den andra:en varm knäppning mellan istidstiderna bara 120, För 000 år sedan, när havsnivån plötsligt steg 15 till 30 fot, möjligen inom decennier.
Fartyget kommer att borra platser utanför Antarktishalvön (gula prickar) där isberg tar sig in i södra oceanen och isflottade skräp lägger sig till havsbotten. Insats:Många isberg flödar moturs runt kontinenten innan de når detta område. Upphovsman:Weber et al., 2014
"För att havsnivån ska bli så hög, mycket is fick smälta, "sa Raymo." Men ingen vet var den mängden issmältning kom ifrån. Var det Grönland? Västantarktis? Östra Antarktis? Om vi ska förstå vad vi kan möta ganska snart, Det är verkligen viktigt att veta var isen kom ifrån, och när."
Forskarna planerar att borra i sediment vars ytor ligger så mycket 4, 000 meter under havsytan, att ta upp kärnor cirka 600 meter (2, 000 fot) lång var och en från så många som ett halvt dussin platser. Hur många kärnor de faktiskt får kan delvis vara en tur, säger Raymo; fartyg som arbetar i denna region drivs vanligtvis av stationen av just det de söker studera:gigantiska isberg på väg. I detta fall, fartyget måste flytta till en annan plats.
Förutom bergarna, Scotiahavet är relativt lugnt. Men för att göra resan av några 1, 500 kilometer (950 miles) där, fartyget måste korsa den blåsiga Drake Passage, som har några av de grovaste haven och de största vågorna på planeten. "Jag har aldrig varit sjösjuk, men om jag någonsin blir sjösjuk, det kommer att vara på denna resa, sa Raymo.
Medledande kryssningen är klimatologen Michael Weber vid universitetet i Bonn, som specialiserat sig på att studera slutet av den senaste istiden, och den associerade dynamiken i den antarktiska isen. Andra forskare på expeditionen kommer från Australien. Storbritannien, Kina, Brasilien, Spanien, Schweiz, Nederländerna, Japan, Sydkorea och Indien.
Trasigt isberg, Iceberg Alley. Upphovsman:Mike Weber