Nya sibiriska öarna var födelseplatsen för MOSAiC -flaken:havsisen där forskningsfartyget Polarstern driver nu genom Arktis bildades utanför skärgårdens kust, som skiljer det östra sibiriska havet och Laptevhavet norr om Sibirien, i december 2018. Sediment, och även små småsten och musslor, införlivades i isen under frysprocessen, som den pågående smältningsprocessen har lett till på ytan av MOSAiC-flaket. Detta är ett allt mer sällsynt fenomen som idag, mest "smutsig is" smälter innan den ens anländer till centrala Arktis. Dessa är bland de viktigaste resultaten av en studie som MOSAiC-experter har publicerat nu i tidskriften Kryosfären , och som kommer att utgöra grunden för många kommande vetenskapliga bedömningar.

Vid första ögonkastet, det ser ut som en grupp människor med smutsiga skor lämnade spår över hela snön. Men i verkligheten, smutsig is är exponeringen av sediment, och även små stenar och musslor, orsakas av den pågående smältningsprocessen av MOSAiC-flaket. När havsisen bildades, de var frusna inuti; följaktligen, de kommer från havsisens barnkammare längs den sibiriska hyllan, som experterna nu har använt en kombination av modellsimuleringar och satellitdata för att beskriva i detalj.

MOSAiC -floten hade redan drivit över 1200 sjömil i en slingrande kurs när forskningsisbrytaren Polarstern förtöjd den 4 oktober 2019, vid koordinaterna 85 ° Nord och 137 ° Öst, och började driva med den genom Ishavet. Medan det nuvarande expeditionsteamet är upptaget med avläsningar i Arktis, deras kollegor hemma analyserar data som samlats in. Den exakta analysen bekräftar de första intrycken från början av expeditionen:"Vår bedömning visar att hela regionen där de två fartygen letade efter lämpliga flak kännetecknades av ovanligt tunn is, " rapporterar Dr Thomas Krumpen, en havsisfysiker vid Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI). I höstas, den första författaren till Kryosfären studiekoordinerad forskningsverksamhet om den ryska isbrytaren Akademik Fedorov, som följde med MOSAiC-expeditionens flaggskepp, de Polarstern , under de första veckorna. Akademik Fedorov var också avgörande för att distribuera övervakningsstationer på olika platser över MOSAiC-flaket – gemensamt kallat det distribuerade nätverket.

"Vår studie visar att det flak som vi till slut valde bildades i det grunda vattnet i de ryska hyllans hav i december 2018, " förklarar Krumpen. Utanför Sibiriens kust, starka havsvindar driver den unga isen ut i havet efter att den bildats. I det grunda vattnet, sedimenten rynkas upp från havsbotten och fastnar i isen. Isbildning kan också producera tryckryggar, vars undersidor ibland skrapar längs havsbotten. Som ett resultat, stenar kan också bli inbäddade i havsisen. Nu när sommarens smältning har börjat, allt detta material avslöjas på ytan:"På flera punkter, vi har hittat hela kullar av småsten som mäter flera centimeter i diameter, plus ett antal musslor, " rapporterar MOSAiC expeditionsledare Prof. Markus Rex direkt från Arktis.

Under tiden, hemma i Bremerhaven, Tyskland, Thomas Krumpen är glad över att se att den nu framväxande tvåskaliga isen med småsten, "som han kärleksfullt har kallat det, bekräftar så klart studiens resultat. Författarteamet under ledning av AWI -experten använde en kombination av satellitbilder, reanalysdata och en nyutvecklad kopplad termodynamisk backtracking-modell för att rekonstruera flakets ursprung. Nu utarbetar Krumpen och hans kollegor en strategi för provtagning av sedimenten. I vilken utsträckning dessa smutsiga och därför mörkare fläckar accelererar smältningen på floten är en viktig fråga, och att svara på det kan förbättra vår förståelse av samspelet mellan havet, is och atmosfär, av biogeokemiska cykler, och livet i Arktis i allmänhet.

Förutom mineralkomponenter, havsisen transporterar också en rad andra biogeokemiska ämnen och gaser från kusten till centrala Arktiska havet. De är en viktig aspekt av MOSAiC-forskning om biogeokemiska cykler, d.v.s. om bildning eller utsläpp av metan och andra klimatrelevanta spårgaser under hela året. Dock, till följd av den stora förlusten av havsis som observerats i Arktis under de senaste åren, this ice, which comes from the shallow shelves and contains sediments and gasses, is now melting more intensively in the summer, causing this material transport flow to break down. In the 1990s, de Polarstern was often in the same waters where the MOSAiC expedition began its drift. Back then, the ice was still ca. 1.6 meters thick at the beginning of winter, whereas it had shrunk to ca. 50 centimeters last year—which made the search for a sufficiently thick floe in the autumn of 2019 all the more difficult.

"We were fortunate enough to find a floe that had survived the summer and formed in the Russian shelf seas. This allows us to investigate transport processes from the 'old Arctic, " which now only partly function, if at all, " says Krumpen. Particularly in the higher latitudes, global warming is causing temperatures to climb rapidly. In the summer of 2019, the last summer before the expedition, Russian meteorological stations reported record temperatures. These high temperatures sparked rapid melting and significantly warmed Russia's marginal seas. Som ett resultat, many parts of the Northeast Passage were ice-free for a 93-day period (the longest duration since the beginning of satellite observation). The experts predict that if CO ₂ emissions remain unchecked, as they have in the past several years, the Central Arctic could be ice-free in summer by 2030.