Kavicsok az olvadó sarki jégben

Az északi sarkvidéki egyéves MOSAiC expedíció kalandjairól és legújabb tudományos eredményeiről kaptunk híreket.

A Polarstern kutatóhajó expedíciójáról már több alkalommal is beszámoltunk, a legújabb hírek elsősorban az expedíció egy új tudományos eredményét ismertetik. A kutatóhajó 2019 őszén a szibériai sarkvidéki vizekre hajózva szándékosan a jégbe fagyott, majd a jéggel sodródott át az Északi-sark közeli területein, s eközben a komplex sarkvidéki környezetet vizsgálta és mérte.
Kiderült, hogy hol és mikor született meg az a jégmező, amelybe a hajónak sikerült belefagynia: a Laptyev-tengeren, az Új-szibériai-szigetek mellett, 2018. decemberében. No de miként lehetett ezt kideríteni?

A kutatóhajó környékén a tengerjégre külön figyelmet fordítottak, a kutatások egyik célpontja a jég volt. Épp ezért a jégmintákat számtalan helyről és időpontban vételezték, az expedíció kezdetétől fogva. Az expedíción akkor dolgozó kutatók most otthon vizsgálják át a hajón végzett munkájuk eredményeit, s elemzik azokat. Ezek az elemzések megerősítették azt, ami már a hajó jégbe fagyása idején feltűnő volt, hogy meglehetősen vékony a tengerjég. Dr. Thomas Krumpen, tengerjég-fizikus (Alfred Wegener Intézet Helmholtz Sarkvidék- és Tengerkutató Központ) elmondta: „A méréseink azt mutatták, hogy az egész régió szokatlanul vékony jégből állt, amelyben a Polarstern és orosz partnere az Akademik Fjodorov megfelelő, befagyásra alkalmas jégmező után kutatott.” Az orosz hajó az expedíció első néhány hete során a Polarstern közelében volt, és fontos szerep jutott neki a jégre kihelyezett mérőműszerek elosztásában is. A közös kutatásokról a The Cryosphere című szakfolyóiratban most megjelent tanulmány szerzői közt is képviseltetik magukat az orosz tudósok.

A vizsgálatokból kiderült, hogy a jégmező a szibériai partok közelében, sekély vízben alakult ki, majd az erős sarkvidéki szelek észak felé tolták, egyre távolabb a partoktól. Azonban akkor, amikor a frissen született jeget elkezdi sodorni a szél, a jég alja a sekély tenger üledékeit magával ragadja, s azután az is belefagy. Hasonló folyamat játszódhat le akkor is, amikor egymásnak sodorja és nyomja a jégtáblákat a szél, ilyenkor egyes darabjai elfordulva szintén elérhetik a tenger fenekét s összeszedhetik az ott lévő üledéket. „E folyamatok hatására kavicsok is belefagynak a jégbe, illetve számos kagylót is találtunk. A több centis kavicsok számos helyen kis halmokban hevertek, köztük a kagylóhéjakkal” – mondta Markus Rex professzor, az expedíció vezetője.

A kutatók az elemzésekhez műholdfelvételeket, reanalízist (vagyis a jelen és a múlt időjárási megfigyeléseit összefoglaló és számítógépes modellezést használó módszer), s egy újonnan kifejlesztett termodinamikai visszakövetési technológiát használtak ahhoz, hogy kiszámítsák, honnan eredt a kérdéses jégmező. Az így kapott eredményeket pedig igazolta a jégben gyűjtött üledékek elemzése, s Krumpen a kollégáival további mintagyűjtéseket is szervez még. A jégen felhalmozódó „koszos” foltok gyorsítják az olvadást (mivel sötétebb felületük elnyeli a beérkező napfényt), így a tengerjég sorsát is meghatározzák.

Az üledékeken túl a jég még különböző gázokat és biogeokémiai anyagokat is magával ragad a partközeli területekről, majd elszállítja ezeket az Arktisz középső területeire. Fontos részét képezik a MOSAiC expedíció munkájának ezek az anyagok is, pl. a metán vagy más, a klímára hatást gyakorló gáz körforgását is felmérik. Azonban, a Polarstern sekély partvidéki eredetű jégmezője is azok közé tartozik, amelyek a szokásosnál is gyorsabban olvadnak, s így ez a körforgás is úgy tűnik, megszakadhat. Még az 1990-es években gyakran dolgozott a Polarstern azokon a vizeken, ahol a mostani expedíció sodródó szakasza megkezdődött, s akkoriban az átlag jégvastagság még 1,6 méter volt, most pedig alig 0,5 méter csupán. Emiatt is volt olyan nagy kihívás 2019. őszén megtalálni a megfelelő jégmezőt, amely kitarthat az expedíció sarki útján.

„Nagy szerencsénk volt, hogy olyan jégmezőt találtunk, amely túlélte a nyarat és az orosz kontinentális self vizein formálódott. Ez teszi lehetővé, hogy vizsgálhatjuk azokat az üledékszállítási folyamatokat, amelyek a sarkvidékre régen jellemzőek voltak, de ma már szinte alig van, amely működne köztük.” – mondta Krumpen. Már 2019. nyarán is számos helyen és alkalommal rekord meleget mértek az orosz meteorológiai állomások a sarkvidéken, így az olvadás is rekord mértékű volt, s jelentősen felmelegedett az orosz peremtengerek vize is. Ennek hatására az északkeleti átjárónak hívott tengeri útvonal 93 napon át jégmentes volt, ez a műholdas megfigyelések kezdete óta a leghosszabb időszak. Az előrejelzések szerint, ha a szén-dioxid a mostanihoz hasonló ütemben emelkedik tovább, akkor 2030-ra az északi sarkvidék középső régiója teljesen jégmentessé válhat a nyári időszakra. A MOSAiC expedíció már azon körülmények közepette sodródhatott át a sarkvidéken, amely az átalakulóban lévő, új világot mutatja.