Tijdens de derde en laatste etappe van de Antarctische omvaart, de expeditie reist naar afgelegen eilanden en door een transportband van ijsbergen voordat hij Kaapstad bereikt, zijn bestemmingshaven. Alex Haumann vertelt over zijn indrukken, de veranderende watercyclus, en zijn belangrijke rol voor het klimaatsysteem van de aarde.

De Zuidelijke Oceaan is een ongerept gebied van de aarde, en wordt beschouwd als de longen van ons klimaatsysteem. Hier, enorme hoeveelheden water stromen vanuit de diepte naar de oppervlakte, waar ze koolstofdioxide en warmte uit de atmosfeer opnemen voordat ze weer naar beneden zinken. Ware het niet voor deze uitwisseling, door de mens veroorzaakte opwarming van de aarde zou veel meer uitgesproken zijn.

Een van de doelen van de expeditie is om deze belangrijke processen beter te begrijpen. Daarom verzamelen we watermonsters uit de zee, de atmosfeer en het ijs tijdens onze reis - geen gemakkelijke taak in zulke barre en constant veranderende omstandigheden!

Stormachtige zeeën aan het einde van de wereld

Op het derde deel van de reis, er zijn nog steeds bijna 60 wetenschappers aan boord, werken aan 22 onderzoeksprojecten. Een nieuwkomer realiseert zich al snel dat zoveel uiteenlopende belangen gemakkelijk tot conflicten kunnen leiden. Om de metingen voor ons project uit te voeren, Ik moet vaak uren door het schip lopen en onderhandelen over de volgende stop wanneer we de instrumenten in het water kunnen inzetten.

De eerste paar dagen, het is gewoon het slechte weer, in plaats van belangenverstrengeling, dat verwart ons nauwgezet voorbereide monitoringschema. Golven tot acht meter hoog beletten ons de extreem zware rozet met al zijn instrumenten en flessen in zee te laten zakken. Dus aanvankelijk de oceanografen kunnen maar een paar metingen doen, terwijl de atmosferische wetenschappers hun handen vol hebben met het verzamelen van regen- en sneeuwmonsters (zie deze blogs voor fase 1 en fase 2).

Zoet water opsporen

Na een paar stormachtige dagen, onze eerste stop is het eiland South Georgia. Ik word wakker en vind Akademik Treshnikov in kalm water, en de motor van het schip om stil te zijn. Door de patrijspoort van de cabine, Ik zie een glimp van het gladde wateroppervlak, bergtoppen en heldere blauwe lucht. De storm is onverwacht naar het zuiden getrokken, en we liggen voor anker in de baai van King Edward Point.

Ik begeleid mijn collega Pascal Graf (zie zijn blog) naar het eiland om watermonsters te nemen. Werkelijk, we zijn op zoek naar hetzelfde:de oorsprong van water. Terwijl de ETH-onderzoeksgroep onder leiding van professor Heini Wernli geïnteresseerd is in het atmosferisch transport van het water, het EPFL-project waar ik lid van ben, is op zoek naar de oorsprong van het zoete water dat het zoutgehalte van de Zuidelijke Oceaan bepaalt. Voor dit project, we moeten zuurstofisotopen in zeewater meten, die als een soort vingerafdruk dienen. Als we de zeewatermonsters vergelijken met die van Pascal en ik van het eiland, we zullen kunnen bepalen hoeveel zoet water in de vorm van sneeuw en regen de zee bereikt.

IJsbergen migreren

We varen nu zuidwaarts van South Georgia naar de South Sandwich Islands. Al snel zijn we op de belangrijkste ijsbergroute en worden we omringd door ijsbergen zover het oog reikt. Sommige zijn zo kolossaal dat je er een heel dorp op zou kunnen bouwen! Deze ijsbergen drijven honderden kilometers noordwaarts langs het Antarctisch Schiereiland om de Circumpolaire Stroom te ontmoeten; ze worden dan als een transportband naar het oosten gedragen, terwijl ze geleidelijk smelten.

Ons schip stopt bij een bijzonder grote ijsberg, en een paar onderzoekers vliegen per helikopter over om ijsmonsters terug te brengen. We zullen deze ook vergelijken met de zeewatermonsters, om te beoordelen hoe het smeltwater de zee ververst.

We trekken langzaam weg van de poolwateren, naar het noorden zeilen, langs het eenzame eiland Bouvet, op koers naar Kaapstad. Onze instrumenten registreren nog geen opwarming van het water, waarschijnlijk omdat de winter langzaam in aantocht is. Dit zou ook het grote aantal bultruggen dat naar het noorden reist verklaren, die ons de afgelopen dagen van de expeditie vergezellen, water spuitend en met enorme staartvinnen.

Veranderde watercyclus verfrist de Zuidelijke Oceaan

We laten nu het kolossale tapijt van zee-ijs achter dat zich elke winter over grote delen van de Zuidelijke Oceaan verspreidt en weer begint uit te breiden. Zee-ijs vormt zich door bevriezend zeewater; in het proces, het in het water opgeloste zout slaat neer in de oceaan eronder. Hierdoor wordt het zeewater zouter. Omgekeerd, als het ijs smelt, het laat zoet water vrij in de oceaan, het verminderen van het zoutgehalte.

Naast regenval en smeltwater van ijsbergen, zee-ijs is de derde zoetwaterbron in deze regio. Met behulp van satellietwaarnemingen, we hebben in een eerdere studie laten zien hoe een sterker noordwaarts transport van zee-ijs het zoutgehalte van de Zuidelijke Oceaan de afgelopen decennia heeft verminderd (zie ETH News). Die theorie willen we nu staven met de meer dan duizend verzamelde watermonsters.

De vermindering van het zoutgehalte versterkt de gelaagdheid van het water en kan van belang zijn voor het klimaat op aarde. Water met een laag zoutgehalte is lichter dan meer zoute water en drijft als een deksel op het oppervlak. Dit voorkomt dat warmer en kooldioxiderijk water uit de diepte opwelt, en resulteert in een verhoogde opname van koolstofdioxide en warmte uit de atmosfeer aan het oppervlak. Deze worden vervolgens met het water meegevoerd naar de onderste lagen.

Waardevolle gegevens en herinneringen

Pas over een paar maanden - als we alle monsters in het laboratorium hebben geanalyseerd en beoordeeld - kunnen we beoordelen in hoeverre de veranderingen in zee-ijs, regenval en het smelten van ijsbergen dragen bij aan het afnemende zoutgehalte van de Zuidelijke Oceaan. Alleen dan weten we of al het harde werk aan boord van het schip de moeite waard is geweest.

Maar één ding is al zeker:de ACE-expeditie keert terug met een ontelbare hoeveelheid waardevolle data uit de oceaan, de atmosfeer, het ijs en het ecosysteem. De komende jaren, deze informatie zal belangrijke inzichten opleveren in een gebied dat nog grotendeels onbekend is. Als expeditieleden we bezitten nu een schat aan onvergetelijke herinneringen uit een vreemd maar prachtig deel van de wereld, die, hoewel zo afgelegen, is zo belangrijk voor het klimaat van onze planeet.