איך "שׂוֵ'לונְג" הקימה רשת שיא של תחנות מחקר בקרח הארקטי

מה נועדה רשת 12 התחנות למדוד

הצוות פרס יותר מ-30 מכשירים על הקרח, בהם מצופים למדידת מאזן המסה של קרח הים, מצופים למדידת פרופילים במים רדודים ובעומק, ומצופים העוקבים אחר תנועת הקרח.

התחנות אפשרו גם תצפיות בכמה מרכיבים הקשורים זה בזה במערכת הארקטית:

• שכבת הגבול האטמוספרית;
• הפיזיקה של קרח הים ומאזן המסה שלו;
• תנאי האוקיינוס שמתחת לקרח;
• והאקולוגיה שמתחת לקרח.

השילוב נועד לספק מדידות ממושכות באתר עצמו וכן נתוני אימות למחקרים על מערכת האוויר–קרח–אוקיינוס, בתקופה שבה קרח הים הארקטי משתנה במהירות. רשת צפופה יותר מעניקה לחוקרים כיסוי מרחבי רחב יותר מפעילות רגילה של ספינה יחידה, שבדרך כלל מקימה בערך שש תחנות קרח פעילות.

היתרון המעשי הוא אפשרות להשוואה בין אתרים. החוקרים יכולים לבדוק אם שינויים באטמוספרה מתרחשים במקביל לשינויים בעובי הקרח, בתנאי המים או בפעילות הביולוגית במקומות שונים. נתונים כאלה עשויים לסייע בהבהרת המנגנונים שמאחורי השינוי המהיר באזור הארקטי ולשפר את בסיס הנתונים המשמש לחיזוי אקלימי.

כיצד "שׂוֵ'לונְג 2" אמורה להרחיב את הרשת

ספינת המחקר שוברת הקרח השנייה, שׂוֵ'לונְג 2, תוכננה להמשיך את הסקר סמוך לקו רוחב 84° באמצעות שש תחנות קרח קצרות-טווח ותחנה אחת ארוכת-טווח. התוכנית כללה יותר מ-20 פעולות, בהן הצבת מצופים על הקרח, איסוף שלג, ליבות קרח ודגימות מים שמתחת לקרח, חישה מרחוק של קרח הים, פרופילים אטמוספריים ומדידות של תנאי האוקיינוס שמתחת לקרח.

מיקומי התחנות של שתי הספינות תוכננו להשתלב זה בזה וליצור מערך תצפית משותף. התיאום אמור להרחיב את הכיסוי הגאוגרפי ולאפשר בחינה מדויקת יותר של יחסי הגומלין בין האטמוספרה, קרח הים, האוקיינוס והמערכת האקולוגית באזור הארקטי המרכזי.

גוש קרח בעובי 1.3 מטר: חומר גלם לתכנון ספינות

המשלחת אספה גם דגימת קרח ים גדולה לצורך בדיקות מכניות. במשך כשש שעות השתמשו החוקרים במקדח ליבות קרח ובמסור שרשרת כדי לחלץ גוש בעובי 1.3 מטר, שאורכו ורוחבו 1.2 מטר כל אחד.

המדענים ימדדו את התכונות המכניות של הדגימה בתנאים ארקטיים. העבודה מרחיבה את מאגר דגימות קרח הים של המשלחת, ותספק נתונים ניסויים שיוכלו לשמש בתכנון המבני של הדור הבא של כלי שיט קוטביים.

מכשור מתוצרת סין איפשר ניטור אוטומטי

פעילות התחנות יצרה גם רשת תצפית ארקטית בלתי מאוישת ובחנה מערכות לניטור ימי שפותחו בסין. בין הציוד שנפרס בכמויות הגדולות ביותר — מצופי פרופיל למים רדודים ולעומק ומצופי סחיפת קרח ים — השיעור הממוצע של רכיבים מתוצרת מקומית עלה על 90%.

הציוד הזה אפשר לפרוס מערכים גדולים של מכשירים ולחבר אותם לרשת ניטור אוטומטית, במקום להסתמך רק על מדידות שנאספות בזמן שהחוקרים נמצאים פיזית על הקרח. כך מתקדמת המשלחת לעבר תצפיות חוזרות ומבוזרות שיכולות להימשך גם לאחר שהספינה ממשיכה הלאה.

מה מוסיפה תחנת הקרח האקולוגית הבלתי מאוישת

אחד החידושים הבולטים במשלחת היה פריסתה של תחנת קרח אקולוגית בלתי מאוישת, שהוגדרה כהדגמת היישום הראשונה של המערכת באזור הארקטי. היא משלבת חיישנים אקוסטיים, אופטיים וחשמליים כדי לנטר לאורך זמן את האטמוספרה, הקרח, האוקיינוס והמערכת האקולוגית.

המערכת נועדה לעקוב אחר הפעילות הביולוגית שמתחת לקרח במהלך השינוי העונתי בתנאי התאורה. תצפיות רציפות עשויות לסייע למדענים להבין כיצד אורגניזמים מתחת לקרח שורדים את הלילה הקוטבי, וכיצד הם מגיבים עם שובו של היום הקוטבי.

לכך יש חשיבות משום שסקרי קיץ קצרים עלולים להחמיץ תהליכים המתרחשים בשאר חודשי השנה. תחנה הפועלת ללא צוות יכולה לחבר בין תצפיות בתנאי אור, קרח ואוקיינוס משתנים, ולספק תמונה מלאה יותר של תגובת המערכת האקולוגית שמתחת לקרח לסביבתה.

מעבר לשיא במספר התחנות

12 התחנות של שׂוֵ'לונְג מסמלות שינוי באסטרטגיית התצפית לא פחות משהן מסמלות שיא מספרי. ספינה יחידה שפעלה ב-12 אתרים, ולאחריה שבע התחנות שתוכננו עבור שׂוֵ'לונְג 2, יוצרות תשתית רחבה יותר להשוואת תנאים ברחבי האוקיינוס הארקטי המרכזי.

המדידות לא יענו לבדן על כל השאלות הנוגעות לשינוי באזור הארקטי. הערך שלהן טמון בשילוב בין סוגים רבים של ראיות — דגימות קרח, מצופים נסחפים, פרופילים אטמוספריים, תצפיות אוקיינוגרפיות וחיישנים אקולוגיים — במקומות שונים ובטווחי זמן שונים. השילוב הזה יוכל לסייע לחוקרים לבחון מודלים מול תנאים אמיתיים, לזהות כיצד האטמוספרה, הקרח, האוקיינוס והביולוגיה פועלים יחד, ולהעמיק את ההבנה של אזור המשתנה במהירות.