Κάθε χρόνο, ομάδες επιστημόνων ταξιδεύουν στην Ανταρκτική, τη Γροιλανδία, την Αλάσκα και άλλες παγετώδεις περιοχές για να πραγματοποιήσουν επιτόπιες έρευνες κάτω από τις πιο ακραίες συνθήκες στη Γη. Ο στόχος αυτών των αποστολών είναι να μελετήσουν την εξέλιξη των παγετώνων, την επίδρασή τους στον πλανήτη και να κατανοήσουν ποιοι είναι οι παράγοντες που συντέλεσαν σε βάθος χρόνου για τις κλιματικές μεταβολές.
Ο τρόπος για να πάρουν τις απαραίτητες πληροφορίες είναι να τρυπήσουν σε μεγάλα βάθη τον παγετώνα που μελετούν κάθε φορά και να εξορύξουν πυρήνες πάγου που η σύστασή τους είναι σαν μια τράπεζα δεδομένων, φορτωμένη με στοιχεία εκατομμυρίων ετών. Η συλλογή των πληροφοριών δεν είναι εύκολη υπόθεση και για να καταφέρουν οι επιστήμονες να πάρουν στα χέρια τους τμήματα από τους αρχαίους παγετώνες, χρειάζεται να εργαστούν επί σειρά ημερών στο σκληρό κλίμα της περιοχής.
Οι ομάδες εξορύσσουν τον πάγο με τη χρήση ειδικών τρυπανιών και μηχανημάτων, αλλά και με χειρωνακτική εργασία. Στη συνέχεια, όπως προβλέπει το πρωτόκολλο, οι πυρήνες αποθηκεύονται σε μεταλλικά δοχεία και μεταφέρονται σε έναν χώρο ειδικά διαμορφωμένο για τη συντήρησή τους.
Οι παγετώνες
Οι παγετώνες σχηματίζονται καθώς στρώματα χιονιού συσσωρεύονται το ένα επάνω στο άλλο. Με την πάροδο του χρόνου, το θαμμένο χιόνι συμπιέζεται από το βάρος ολοένα και περισσότερο και σχηματίζει πάγο. Σωματίδια και διαλυμένες χημικές ουσίες που αιχμαλωτίστηκαν στις χιονονιφάδες γίνονται μέρος του παγετώνα, όπως και οι φυσαλίδες παγιδευμένου αέρα. Αυτό το υλικό συσσωρεύεται κατά τη διάρκεια των εποχών και των ετών, δημιουργώντας μια καταγραφή των κλιματικών συνθηκών τη στιγμή του σχηματισμού, συμπεριλαμβανομένης της συσσώρευσης χιονιού, της τοπικής θερμοκρασίας, της χημικής σύνθεσης της ατμόσφαιρας, της ηφαιστειακής και της ηλιακής δραστηριότητας κ.ά.
Όταν γίνεται η εξόρυξη, ο πάγος έρχεται στην επιφάνεια σε μορφή κυλίνδρων που οι διαστρωματώσεις τους αντιστοιχούν σε χρόνια και εποχές, με τον νεότερο πάγο στην κορυφή και τον παλαιότερο στο κάτω μέρος. Έως τώρα, οι πυρήνες πάγου έχουν δώσει πληροφορίες για πολλές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια και μάλιστα σε πολύ υψηλή ανάλυση.
Αποθήκευση
Το Εθνικό Επιστημονικό Ίδρυμα Ice Core Facility (NSF-ICF) είναι μια υπηρεσία για την αποθήκευση, την επεξεργασία και τη μελέτη μετεωρικών πυρήνων πάγου που ανακτήθηκαν από τις παγετώδεις περιοχές σε όλο τον κόσμο. Η αποστολή του είναι να διατηρεί την ακεραιότητα των πυρήνων πάγου επί μακρόν, σε ένα αποθετήριο για τρέχουσες και μελλοντικές έρευνες και να παρέχει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να διεξάγουν μελέτες και μετρήσεις.
Το NSF-ICF έχει αποθηκευμένους επί του παρόντος περισσότερα από 17.000 μέτρα υλικού που συλλέχθηκε από διάφορες τοποθεσίες σε Ανταρκτική, Γροιλανδία και Βόρεια Αμερική. Ο κύριος καταψύκτης αρχειοθέτησης του NSF-ICF έχει μέγεθος 55.000 κυβικά πόδια και διατηρείται σε θερμοκρασία -36°C.
Όταν στο Ice Core Facility φτάνει ένα φορτίο με πυρήνες, τα μονωμένα κουτιά μεταφοράς μετακινούνται γρήγορα στον κύριο καταψύκτη αρχειοθέτησης. Μόλις ο νέος πάγος έρθει σε θερμική ισορροπία με το περιβάλλον, αποσυσκευάζεται προσεκτικά, οργανώνεται, αποθηκεύεται και επιθεωρείται από εξειδικευμένο προσωπικό.
Οι αποστολές
Οι αποστολές είναι μέρος του Προγράμματος Γεώτρησης Πάγου των ΗΠΑ (IDP), το οποίο ιδρύθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) για να ηγηθεί του ολοκληρωμένου σχεδιασμού για τον πυρήνα και τη διάτρηση πάγου. Σύμφωνα με το πρόγραμμα, πρόσφατα μελετήθηκαν τρεις περιοχές της Ανταρκτικής που
παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον και αναμένονται τα πρώτα συμπεράσματα από τα δεδομένα που συλλέχθηκαν.
Οι ομάδες επισκέφτηκαν τις εξής περιοχές:
Περιοχή Allan Hills Blue Ice
O καθηγητής Γεωεπιστημών του Πανεπιστημίου του Πρίνστον, John Higgins, με την ομάδα του μελέτησαν την περιοχή του Allan Hills Blue Ice. Προηγούμενες επιτόπιες αποστολές στο σημείο έφεραν στο φως πυρήνες πάγου που χρονολογούνται μέχρι και 2,7 εκατομμύρια χρόνια, μακράν τα παλαιότερα δείγματα που έχουν ανακτηθεί μέχρι σήμερα. Αυτά τα δείγματα επεκτείνουν τις άμεσες παρατηρήσεις των ατμοσφαιρικών συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου και καταγράφουν έμμεσα το κλίμα της Ανταρκτικής.
Σκοπός της ομάδας ήταν να εξορύξει επιπλέον δείγματα, ηλικίας 2 εκατομμυρίων ετών ή περισσότερο. Τα κλιματικά αρχεία που θα αναπτυχθούν θα παρέχουν νέες πληροφορίες για τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας και το κλίμα της Ανταρκτικής. Τα αποτελέσματα του έργου θα βοηθήσουν να απαντηθούν ερωτήσεις για την ανθρωπογενή αλλαγή, όπως είναι η σχέση μεταξύ των ατμοσφαιρικών αερίων του θερμοκηπίου και της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής κ.α. Η αποστολή είχε διάρκεια δύο μηνών (11/1/2022 – 1/1/2023) και για τη γεώτρηση έγινε χρήση δύο ειδών τρυπανιών, του Foro 400 και του Blue Ice Drill.
Σύστημα Παγετώνων Thwaites, Ανταρκτική
Μια ομάδα από επιστήμονες ο Ryan Venturelli (Πανεπιστήμιο Tulane) ο Gregory Balco (Berkeley Geochronology Center) η Brenda Hall και ο Seth Campbell (Πανεπιστήμιο του Maine) επισκέφτηκαν τον παγετώνα Thwaites, γνωστό ως και “Παγετώνα της Αποκάλυψης” καθώς το λιώσιμο του, απειλεί όλο τον πλανήτη. Αυτό το έργο, με διάρκεια 2,5 μήνες (15/11/2022 – 31/01/2023) συμβάλλει στην κοινή πρωτοβουλία που ξεκίνησε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ (NSF) και το Συμβούλιο Έρευνας Φυσικού Περιβάλλοντος του Ηνωμένου Βασιλείου (NERC). Ο στόχος του προγράμματος είναι η ουσιαστική βελτίωση των μακροπρόθεσμων προβλέψεων για την απώλεια πάγου και την άνοδο της στάθμης της θάλασσας που προέρχεται από τον παγετώνα Thwaites. Πρόκειται για μια καταγραφή των αλλαγών που θα βοηθήσει στην οργάνωση ενός χρονοδιαγράμματος ώστε να υπάρξει έγκαιρη πρόληψη, όπως υπερυψωμένες ακτές.
Επιπλέον, θα δώσει και το χρονικό πλαίσιο υποχώρησης του Thwaites και πώς έχει εξελιχθεί τα τελευταία 10.000 χρόνια, με δειγματοληψία και χρονολόγηση του βράχου που καλύπτεται επί του παρόντος από τον παγετώνα. Μαζί με τις κλιματολογικές και ωκεανογραφικές συνθήκες από άλλες καταγραφές, οι πυρήνες πάγου θα παρέχουν τις πληροφορίες που θα βοηθήσουν σε προσομοιώσεις μοντέλων από το παρελθόν στο παρόν, καθώς και εκείνες που χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη μελλοντικών αλλαγών κάτω από μια σειρά κλιματικών σεναρίων.
Στο έργο θα χρησιμοποιηθεί το τρυπάνι Badger-Eclipse και Winkie Drill για την εξόρυξη βράχου από τοποθεσίες όπου το πάχος του πάγου συνδέεται δυναμικά με τη θέση γείωσης στο σύστημα Thwaites – ειδικά στα βουνά Hudson και κοντά στο όρος Murphy.
Γραμμή γείωσης Thwaites
Οι στόχοι του έργου είναι να διαπιστωθεί εάν οι βασικές συνθήκες συμβάλλουν στην ταχεία υποχώρηση της γραμμής γείωσης του Παγετώνα Thwaites ή εάν η υποχώρηση μπορεί να επανασταθεροποιηθεί. Κατά τη διάρκεια του έργου έγιναν επιτόπιες έρευνες σε περιοχές αντιπροσωπευτικές για διαφορετικά μέρη του παγετώνα, συμπεριλαμβανομένων των περιθωρίων κοντά στη γραμμή γείωσης και κατά μήκος του κεντρικού άξονα του παγετώνα στη λεκάνη απορροής του.
Οι γεωφυσικές μέθοδοι περιλαμβάνουν σεισμικές, ραντάρ, ηλεκτρικές έρευνες κ.α. Για τη δημιουργία των οπών βολής που απαιτούνται για τις σεισμικές μετρήσεις και τις ηλεκτρολογικές έρευνες έγινε χρήση του τρυπανιού Rapid Air Movement (RAM) και του Small Hot Water Drill.
Το πρόγραμμα είχε διάρκεια 2 μήνες (15/11/2022 – 15/01/2023) και συμμετείχαν ο Sridhar Anandakrishnan και ο Richard Alley (Πανεπιστήμιο Penn State) η Leigh Stearns (Πανεπιστήμιο του Κάνσας) ο Knut Christianson (Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον) και ο Lucas Zoet (Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν).
