Lielākā polārā ekspedīcija vēsturē

Vēsturē lielākā polārā ekspedīcija sākās 2019. gada septembrī, un tā turpināsies veselu gadu. Linde šajā ekspedīcijā nodrošina vairāku gāzu piegādi, kas nepieciešamas perspektīvajiem pētījumiem un mērījumiem.

Ekspedīcijas plānošana ir ilgusi vairāk nekā desmit gadu. Zinātniskās pētniecības kuģis “Polarstern”, vēloties atkārtot Fritjofa Nansena 1893.–1896. gada veikto ekspedīciju ar kuģi “Fram”, pavadīs veselu gadu, dreifējot Arktikas ledus gūstā Ziemeļpola tuvumā. Ekspedīcijas mērķis ir gūt labāku izpratni par Arktikas klimata sistēmu un globālajām klimata pārmaiņām.

Skarbākais un tumšākais gada laiks Ziemeļpolā sākas rudenī. Saule nogrimst aiz horizonta un neatgriežas līdz pat pavasarim. Temperatūra nokrītas necilvēcīgi zemu, un ledus ir tik biezs, ka neviens ledlauzis tam nespēj tikt cauri. Zinātniskās pētniecības kuģi peld uz dienvidiem, lai izvairītos no iekļūšanas ledus slazdā, taču ledlauzis “Polarstern” rīkojas pilnīgi pretēji. Arktiskā ziema ir tieši tas, ko šie pētnieki meklē.

MOSAiC

2019. gada septembra beigās viņi pameta Norvēģijas ziemeļu pilsētu Trumsi (Tromsø) un devās Austrumsibīrijas virzienā pretim Ziemeļpolam. Kapteinis virza kuģi ledus masīvā, noslāpē dzinējus un ļauj “Polarstern” iesalt šajā vietā uz veselu gadu. Stindzinošā aukstumā, kas var sasniegt līdz pat mīnus 45°C.

Ekspedīcijas nosaukums ir MOSAiC (Multidisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate – arktiskā klimata izpētes daudznozaru dreifējoša observatorija), un to vada Alfreda Vēgenera institūta (Alfred Wegener Institute) Polārās un jūras pētniecības Helmholca centrs (AWI) Vācijā. Zinātnieki vāks datus no jūras ledus un ekosistēmām, veidojot jaunas zināšanas par klimata pārmaiņām Arktikā.

Veicot padziļinātus mērījumus, pētnieki cer izzināt svarīgus Arktikas sistēmu aspektus: dreifējošo ledu, turbulento okeānu, atmosfēru, ekosistēmas un bioģeoķīmisko ciklus. Viņi meklē atbildes arī uz to, vai Ziemeļu Ledus okeāns, pateicoties fitoplanktonam, kas absorbē oglekļa dioksīdu fotosintēzes rezultātā, uzņem vairāk siltumnīcas efekta gāzu, nekā atbrīvo. Tas viss tiek darīts, lai labāk izprastu Arktikas laikapstākļus un klimatu, kā arī ietekmi uz globālajiem laikapstākļiem.

Mērījumos izmantotās gāzes

Uz ledus izveidota pagaidu pētniecības nometne, kur zinātnieku rīcībā ir virkne modernizētu sensoru, meteoroloģisko balonu un izpētes dronu atmosfēras mērīšanai, kā arī tālizpētes instrumenti ledus un sniega īpašību mērīšanai.

Dažādiem instrumentiem to darbībai nepieciešamas gāzes, ko izmanto komplicētos ķīmiskajos mērīšanas procesos. Ar uzņēmumu Linde par sadarbību sazinājās Kolorādo universitātes pārstāvji, izmantojot savas partneres Trumses universitātes starpniecību, un Linde ir garantējis regulāras gāzu piegādes apgādes kuģiem, kas brauc no Trumses ostas līdz “Polarstern”.

Linde nodrošina hēliju un skābekli dažādu gaistošu organisko un halogenētu savienojumu mērīšanai, lai labāk izprastu ķīmiskās reakcijas, kas var būt svarīgi aerosolu un mākoņu veidošanās prekursoni. Tiek uzskatīts, ka mākoņi ir viens no būtiskākajiem, taču maz izprastajiem faktoriem, kam ir ietekme uz radiāciju un enerģijas budžetu Arktikā.

Argonu lieto kā nesējgāzi gāzveida elementārā dzīvsudraba mērījumos. Dzīvsudrabs ir visuresošs vidē, un atmosfēra spēj pārvietot dzīvsudrabu gāzveida formā simtiem kilometru attālumā. Citiem vārdiem sakot, no dzīvsudraba avotu apgabaliem, tādiem kā akmeņogļu spēkstacijas vai vulkāni zemākajos platuma grādos, līdz pat Arktikai. Arktikas atmosfēras ķīmija – it īpaši pavasara laikā – ir tāda, ka Arktikas virsma var darboties kā spēcīga atmosfēras dzīvsudraba absorbējoša ekosistēma, esot kā pēdējais posms šī bīstamā piesārņotāja transportēšanas ķēdē no tā avota apgabaliem līdz Arktikas barības vielu tīklam.

Oglekļa dioksīdu/metānu lieto kā standartus instrumentos, ar kuriem mēra plaši pazīstamās siltumnīcefekta gāzes, lai pētītu šo gāzu rašanās un noārdīšanās līdzsvaru, kāds vērojams Arktikā, un lai labāk izprastu dažādo avotu un absorbējošo sistēmu globālo līdzsvaru.

Slāpekli lieto kā svarīgu līdzekli instrumentu kvalitātes kontrolē, kā arī lai nodrošinātu, ka visi instrumenti ir sinhronizēti laikā.

Slāpekļa oksīdu lieto ozona mērīšanā, kam ir ļoti liela nozīme ķīmiskās reakcijās, kas saistītas ar mākoņu/aerosola veidošanos, un tādu piesārņotāju kā dzīvsudrabs pārnesē. Ozona slāņa un atmosfēras dzīvsudraba slāņa noārdīšanās ir savstarpēji saistītas parādības. Slāpekļa oksīdu (NO) lieto arī kā standartu slāpekļa savienojumu (NO, NOx, Noy) mērīšanā, kas savukārt ir svarīgas atmosfēras ķīmiskās sistēmas sastāvdaļas.

Starptautisks un daudznozaru projekts

MOSAiC ir starptautisks projekts, kurā darbojas vairāk nekā 300 pētnieku no 70 institūcijām 20 valstīs. Viņi tiecas izprast mūsu planētas noslēpumainākos un dzīvošanai vismazāk tīkamos reģionus, apkopojot milzīgu datu daudzumu nākamajām paaudzēm.

Fakti

• Plānotais ekspedīcijas ilgums ir 388 dienas no 2019. gada 20. septembra, plānotās beigas – 2020. gada 12. oktobrī.
• Zinātniskās pētniecības kuģa “Polarstern” krājumus regulāri papildinās ledlauži no Ķīnas un Krievijas.
• Ledus dreifē ar vidējo 7 km ātrumu dienā.
• Ekspedīcijā ir iesaistītas 20 valstis.
• Ekspedīcijas laikā uz kuģa būs 600 ekspertu, savukārt 300 cilvēku darbosies otrajā plānā, lai šāda ekspedīcija vispār būtu iespējama.
• Zinātniskās pētniecības kuģa “Polarstern” nobrauks ap 2500 km.
• Polārā nakts bez saules ilgst 150 dienas.
• 6 cilvēki ir norīkoti “polārlāču sardzē”, lai garantētu pētnieku drošību.
• Ziemā paredzamā temperatūra noslīd līdz pat -45 grādiem pēc Celsija skalas.
• Ekspedīcijas ekspluatācijas izmaksas vien ir 200 000 eiro dienā, neskaitot instrumentu un pētnieku darba izmaksas.
• Monitoringa stacijas atradīsies tikai 50 km attālumā no “Polarstern”.
• Jūras ledus biezumam jābūt vismaz 1,5 metri, lai uz tā virsmas varētu izveidot nepieciešamo infrastruktūru.
• Mērījumi tiks veikti līdz pat 35 000 m augstumā virs jūras līmeņa un līdz pat 4000 m dziļumā zem virsmas.
• Līdz šim Arktikas centrālajā daļā nekad nav bijusi līdzīga ekspedīcija.

Lasiet vairāk šeit: https://mosaic-expedition.org/ un šeit: https://follow.mosaic-expedition.org/

Sekojiet MOSAiC ekspedīcijai Instagram @mosaic_expedition