Naar de ruimte en de diepe oceaan, voeg "onder het ijs" toe aan de lijst van zelden in kaart gebrachte grenzen van wetenschappelijke verkenning.

Er zijn maar weinig expedities geweest waarbij robots onder poolijsplaten doken om ze te karakteriseren en te meten. UC Davis engineering professor Alexander Forrest is onlangs teruggekeerd van een van hen.

Forrest leidde een zeskoppig robotica-team in Antarctica aan de Western Ross Sea en Terra Nova Bay als onderdeel van een internationale expeditie, LEEUWIN, geleid door het Korea Polar Research Institute. Dat staat voor Land-Ice/Ocean Network Exploration with Semiautonomous Systems. Het team bracht in januari en februari bijna twee maanden door aan boord van de Zuid-Koreaanse ijsbreker R/V Araon.

Hun missie? Zet twee robots in, of autonome onderwatervoertuigen (AUV) - een om onder het zee-ijs te duiken om de bodem van de Nansen-ijsplaat in kaart te brengen, waaruit vorig jaar twee ijsbergen ter grootte van Manhattan braken. De andere, een zweefvliegtuig met vleugels genaamd Storm Petrel, om 10 dagen langs de voorkant van de ijsplaat te patrouilleren, op zoek naar bewijs van zoet water en het vastleggen van veranderingen in de tijd. Waarom? uiteindelijk, om beter te voorspellen hoe - en wanneer - ijsplaten instorten.

"De ijsplaten smelten, ' zei Forrest. 'Dat weten we. Maar we weten niet hoe snel ze smelten. Het daadwerkelijk doen van metingen op locatie is de volgende stap. We proberen een basisbegrip te krijgen van de veranderingen die plaatsvinden op Antarctica. Als wereldwijde gemeenschap, we begrijpen niet echt wat we verliezen."

Van de ene paal naar de andere

deze juli, het team gaat in de tegenovergestelde richting, naar de Milne Fjord in het Noordpoolgebied, waar Forrest en collega's van plan zijn om het laatste epishelfmeer in Canada te bestuderen.

Epishelfmeren ontstaan ​​wanneer smeltwater dat van een gletsjer stroomt, wordt opgesloten achter een drijvende ijsplaat. Terwijl ijsplaten in het noordpoolgebied verdwijnen, dat geldt ook voor de epishelf-meren die erachter zijn afgedamd. Hoewel Canada binnenkort epishelvrij kan zijn, anderen blijven in Groenland en Antarctica. Het onderzoek is bedoeld om tijdschalen beter te verklaren, omdat ijsplaten sneller smelten dan wetenschappers eerder hadden voorspeld.

"Het komt erop neer te begrijpen hoe deze omgeving nu is, zodat we kunnen begrijpen hoe potentiële toekomstige klimaatscenario's deze systemen in Groenland en Antarctica zullen aandrijven, ook, ' zei Forrest.

IJszweefvliegtuig ingezet bij Lake Tahoe

Als je niet langs het poolijs zwemt, de Storm Petrel-zweefvliegtuig verruilt de oceaan voor zoet water. Het vestigt zich momenteel in zijn nieuwe huis aan Lake Tahoe, die zich uitstrekt over de grenzen van Californië en Nevada. Het UC Davis Tahoe Environmental Research Center is van plan het begin deze zomer in het meer in te zetten.

Het is de bedoeling dat het zweefvliegtuig continu metingen doet, realtime informatie verstrekken aan TERC's netwerk van geïnstrumenteerde boeien, achtervolg stormgebeurtenissen, en uiteindelijk helpen om het beeld van de processen en effecten die van invloed zijn op Lake Tahoe af te ronden.

"Meren zijn zeer variabel, zowel ruimtelijk als in de tijd, " zei Geoffrey Schladow, directeur van het UC Davis Tahoe Environmental Research Center. "Conventionele metingen kunnen deze dynamiek niet vastleggen. Maar met een zweefvliegtuig dat weken achtereen in bedrijf is, van de oppervlakte tot de bodem, we hebben eindelijk de juiste tool."

Lake Tahoe wordt steeds "slimmer" met zijn netwerk van nearshore-sensoren, NASA-boeien en ouderwetse handmatige bemonstering van het onderzoeksschip van TERC. Maar het zweefvliegtuig kan iets dat andere gereedschappen niet kunnen:bij slecht weer en ruige omstandigheden rond het meer bewegen.

En, zoals bijna iedereen die zoetwatermeren bestudeert kan bevestigen, slecht weer - met zijn vermenging, karnen, zwelling en opwelling - is wanneer alles echt interessant gebeurt in een meer.

Of het nu gaat om de polen, of in een Californisch meer, de gegevens die deze robots verzamelen, helpen het beeld te vormen van hoe aquatische omgevingen veranderen, en wat er de komende jaren te verwachten is.