https://frosthead.com

In che modo i sigilli per la raccolta di dati aiutano gli scienziati a misurare l'Antartico che si scioglie

Brice Loose può dirti esattamente come si sente un cucciolo di elefante: un peluche gonfiabile peloso, non duro come un pallone da basket. Può dirti come le grandi salsicce subiscono una "muta catastrofica" annuale non così piacevole in cui sembrano letteralmente cadere a pezzi mentre si liberano della loro pelle pelosa marrone per fare spazio alla nuova pelliccia. Può anche dirti quanto odore di feci terribile di foca di elefante.

Contenuto relativo

  • I sigilli sono i piccoli aiutanti degli scienziati per la raccolta di dati sull'oceano

"Ci entri e tutto puzza di cacca, ma ti metti al lavoro", ricorda Loose, un oceanografo che sta tagliando sigilli per la prima volta nell'Antartide occidentale vicino al ghiacciaio di Pine Island, il ghiacciaio che si sta restringendo più rapidamente al mondo. Negli ultimi 15 anni, il ghiacciaio si è assottigliato a una velocità superiore a un metro all'anno, drenando un'area di due terzi delle dimensioni del Regno Unito.

Nel 2014, Loose faceva parte di una squadra per aiutare lo studio di elefanti (Mirounga leonina) e sigilli Weddell (Leptonychotes weddellii) . I sigilli non erano i soggetti dello studio, però: erano i suoi assistenti di ricerca. Loose stava aiutando ad adattare i subacquei abili ai tracker in modo che potessero raccogliere dati sulla temperatura e sulla salinità del Mare di Amundsen a grandi profondità, il che avrebbe fornito indizi sul meccanismo della rapida fusione del ghiaccio in Antartide. La ricerca è stata pubblicata su Geophysical Research Letters a maggio 2018.

Attualmente, gli scienziati teorizzano che lo scioglimento dell'Antartico è parzialmente causato da una corrente più calda e salata sotto il ghiaccio nota come "acque profonde circumpolari". Queste acque, che sono presenti a una profondità di 400 metri, vengono portate in superficie e leccano la parte inferiore di calotte glaciali, sciogliendole e permettendo l'innalzamento del livello del mare.

"A Pine Island Bay, questo è particolarmente importante", afferma Helen Mallett, autrice principale dello studio e ricercatrice post-laurea presso l'Università dell'East Anglia nel Regno Unito. "L'acqua profonda circumpolare lì sta sciogliendo il ghiacciaio di Pine Island instabile e ad assottigliamento rapido, che a sua volta prosciuga il massiccio e vulnerabile strato di ghiaccio dell'Antartide occidentale." Se tutto il ghiaccio instabile nell'Antartide occidentale si scioglie, il livello del mare potrebbe salire fino a 10, 5 piedi globalmente.

Gli scienziati sanno che la corrente calda esiste nel Mare di Amundsen, ma hanno bisogno di saperne di più. Per avere un quadro completo, gli scienziati devono rispondere ad alcune domande di base: dove sono esattamente le acque calde? Quanto è spesso lo strato di acqua calda? Come varia dall'inverno all'estate?

Per questo, si sono rivolti agli enormi mammiferi marini con grandi occhi da cucciolo.

I ricercatori hanno sedato i sigilli Weddell con le freccette prima di apporre il loro copricapo per la raccolta dei dati. I ricercatori hanno sedato i sigilli Weddell con le freccette prima di apporre il loro copricapo per la raccolta dei dati. (Lars Boehme)

Le foche sono note per le loro impressionanti abilità subacquee, con alcune specie che silurano fino a una profondità di 2000 piedi anche a temperature inferiori allo zero. Queste competenze li hanno resi i partner perfetti per la raccolta dei dati di temperatura sul fondo del mare. I ricercatori non hanno raccolto alcun dato invernale in questa regione perché le condizioni sono troppo dure per l'uomo.

"Abbiamo potuto vedere che le foche si tuffano a queste profondità estreme e vanno su queste vaste distanze", afferma Mike Fedak, biologo delle foche presso l'Università di St. Andrews nel Regno Unito che ha etichettato gli animali negli ultimi 39 anni. "Questi animali vanno dove non possiamo".

Ma prima dovevano equipaggiare i sigilli. L'etichettatura dei sigilli non è il campo di competenza di Mallett, quindi ha collaborato con Fedak e i suoi colleghi dell'unità di ricerca sui mammiferi marini di St. Andrews. Con il finanziamento del programma di ricerca sulla stabilità della calotta glaciale del Natural Environment Research Council, il team si è recato nella regione del ghiacciaio di Pine Island per iniziare a taggare a febbraio 2014.

Sotto la guida di Fedak, la squadra prima ha osservato i sigilli da lontano, quindi li ha avvicinati fino a quando non si trovavano a pochi passi dagli animali. Successivamente, ne sedarono uno sputando un dardo di colpo pieno di un sedativo carnivoro comune e sollevarono il sigillo da 2 tonnellate per misurarne le dimensioni e il peso.

I ricercatori hanno rimosso i peli in eccesso attorno alla fronte del sigillo, insaponati con colla epossidica e montato un registratore di dati per relè satellitari a profondità di conduttività-temperatura - un sensore con antenne scarne che sporgono, facendolo apparire come se il sigillo avesse un corno. I ricercatori speravano che il dispositivo rimanesse acceso fino all'anno successivo, quando il sigillo lo avrebbe smaltito nella sua muta annuale. Fino ad allora, le foche avrebbero nuotato in quello che sembra un costume da unicorno improvvisato.

In totale, Fedak e l'equipaggio hanno taggato sette foche elefante trovate su spiagge asciutte vicino a Pine Island. Due settimane dopo, ripartirono per etichettare altri sette sigilli Weddell, che amano il ghiaccio in contrasto con i sigilli degli elefanti sdraiati sulla spiaggia. Inoltre, mentre le foche elefanti amano immergersi in acque libere, le foche Weddell si tuffano davanti ai ghiacciai e sono note per la loro capacità di avvicinarsi al fondo dell'oceano.

Weddell # 1-wr.jpg I ricercatori mantengono la calma dei sigilli dopo averli sedati. (Brice Loose)

L'etichettatura dei sigilli Weddell era molto diversa dall'etichettatura dei sigilli di elefante. In condizioni molto burrascose rispetto ai sigilli di elefante amanti della spiaggia, l'equipaggio ha trovato un solo sigillo su una calotta di ghiaccio galleggiante. I sigilli Weddell avevano già finito di sciogliersi, quindi la scena era molto più pulita. La pelliccia delle foche di Weddell appariva come un bellissimo patchwork, maculato di macchie di grigio su pelle argento scuro. I cappotti innevati delle foche sembravano quasi luminescenti.

Fedak e l'equipaggio tirarono su dal sigillo in una nave rossa brillante da 7.000 tonnellate che rimbombava sul terreno, non esattamente sottile. Fedak ha detto che, se fosse un sigillo, probabilmente farebbe una pausa per l'acqua e sfuggirà alla confusione. Ma questo sigillo no. Perchè no? Le foche Weddell non hanno predatori terrestri, poiché i suoi due predatori principali sono foche leopardo e orche. Anche se il sigillo si sente in pericolo sulla terra, esiterà prima di entrare in acqua dove c'è una minaccia nota.

"C'è sicuramente qualcosa di speciale nell'interazione con animali così vicini", afferma Loose. "I sigilli degli elefanti erano più standoffish, ma i sigilli Weddell erano così affascinanti."

In circa nove mesi quando i sensori caddero, le foche di elefanti e Weddell raccolsero più dati oceanici estivi e invernali in questa zona del Mare di Amundsen di quanto i ricercatori non avessero mai avuto prima. I sigilli hanno acquisito dati su 11.307 immersioni, di cui 6.704 hanno fornito dati utili sulla temperatura. Al contrario, le misurazioni precedenti effettuate da navi hanno fornito circa 1.000 serie di dati negli ultimi due decenni.

Lo studio ha dimostrato che lo strato di acqua profonda circumpolare più calda era più spesso in inverno e conteneva quindi più calore e sale rispetto ai mesi estivi. Ciò suggerisce che l'acqua profonda circumpolare può sciogliere più ghiaccio in inverno che in estate. Questo è interessante, dice Mallett, perché è in contrasto con ciò che i ricercatori hanno visto ad ovest del Mare di Amundsen.

"Dopo aver osservato questi cambiamenti stagionali, possiamo esaminare i meccanismi fisici di come l'acqua calda viaggia nell'area", afferma Yoshi Nakayama, un oceanografo del Jet Propulsion Laboratory della NASA che non era coinvolto nello studio. "Dobbiamo comprendere i processi e disporre dei dati è il primo passo".

Un elefante marino arenato, pronto a sondare le profondità per i dati. Un elefante marino arenato, pronto a sondare le profondità per i dati. (Michael Fedak)

Naturalmente, ci sono rischi nell'uso di questa strategia non ortodossa. Una volta, Loose e pochi altri furono trascinati da un elefante marino non completamente sedato che cercava di fare una pausa per l'acqua. Fedak urlò ordini e gli uomini furono in grado di reindirizzare il sigillo, che alla fine si calmò quando il sedativo entrò. Anche quando un sigillo viene sedato, l'equipaggio deve rimanere vigile mentre sono circondati da sigilli corpulenti completamente svegli.

All'inizio degli anni 2000, l'idea di usare i mammiferi marini come osservatori dell'oceano sembrava ridicola. Fedak ricorda che quando ha portato l'idea per la prima volta a un gruppo di oceanografi in una conferenza all'inizio degli anni 2000. Aveva appena avuto successo nell'attaccare sensori di temperatura simili alle balene beluga - "le foche sono molto più facili da lavorare rispetto alle balene beluga, posso assicurarti", dice - ma gli oceanografi non erano convinti.

"Sono stato deriso quando l'ho suggerito per la prima volta a un incontro oceanografico a Londra", afferma Fedak. "Stavo cercando di venderli utilizzando foche incappucciate nel Nord Atlantico per capire il comportamento della Corrente del Golfo e stavano tirando fuori boe costose per misurarlo ... Hanno appena riso, letteralmente."

Non stanno più ridendo. Questo studio è la prima volta che i ricercatori hanno utilizzato sigilli per la raccolta di dati in questa regione dell'Oceano Antartico, ma molti altri hanno iniziato a utilizzare i sigilli per raccogliere i dati sugli oceani, nonché balene e orche. Un gruppo di ricercatori internazionali ha persino creato un sistema di database aperto che condivide i dati derivati ​​dagli animali sugli oceani chiamati Marine Mammals Exploring the Oceans Pole to Pole. Il database contiene oltre 500, 00 dati oceanici disponibili gratuitamente raccolti da mammiferi marini. "È stato un sogno avere questi dati nelle mani di molte persone", ha dichiarato Fedak.

Fedak continuerà ad aggiungere al database, taggando i mammiferi pelosi per raccogliere dati per la comunità oceanografica per molti anni a venire. In altre parole, il suo destino è praticamente segnato.

In che modo i sigilli per la raccolta di dati aiutano gli scienziati a misurare l'Antartico che si scioglie