Een ongebruikelijk gat in de zee-ijsbedekking boven de Noordelijke IJszee en onontgonnen delen van het gesteente onder de Groenlandse ijskap behoren tot de doelen voor het in kaart brengen van de poolijscondities dit jaar door NASA's operatie IceBridge in de lucht.

Op 22 maart, NASA voltooide de eerste IceBridge-vlucht van zijn Arctische lentecampagne met een onderzoek van zee-ijs ten noorden van Groenland. Dit jaar markeert de tiende Arctische lentecampagne voor IceBridge. De vluchten gaan door tot 27 april en verlengen de tien jaar durende kartering van de snelst veranderende gebieden van de Groenlandse ijskap door de missie en het meten van de dikte van het zee-ijs over het westelijke Arctische bekken.

Het IceBridge-team en de instrumenten vliegen op NASA's P-3 Orion. Het vliegtuig heeft een tweekleurige laserhoogtemeter die de hoogte van het oppervlak meet door zowel infrarode als groene laserpulsen uit te zenden. drie soorten radarsystemen om ijslagen en het gesteente van Groenland te bestuderen, een camera met hoge resolutie om kleurenkaarten van poolijs te maken, een hyperspectrale imager die metingen doet over honderden golflengten, en infraroodcamera's om oppervlaktetemperaturen van zee- en landijs te meten.

IceBridge ging door met het observeren van veranderingen in de hoogte van het poolijs na het einde van NASA's Ice, Wolk, en land Elevation Satellite (ICESat) missie in 2009. De opvolger van die satelliet, ICESat-2, staat gepland voor september.

"Na de campagne van dit seizoen, IceBridge zal de kloof hebben overbrugd tussen het ICESat- en ICESat-2-record van metingen, " zei Nathan Kurtz, IceBridge's projectwetenschapper en een zee-ijsonderzoeker bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Met ICESat-2, we gaan terug naar het observeren van veranderingen op wereldschaal en gedurende het hele jaar, en er wordt gewerkt aan de aansluiting van de ICESat, ijsbrug, en ICESat-2-records om veranderingen in de poolijsbedekking van de aarde op een opwindende nieuwe manier beter te begrijpen."

Tijdens zijn tienjarige operatie in het noordpoolgebied, IceBridge heeft een schat aan gegevens verzameld die verder gaan dan verandering in ijshoogte. Het bevat ook records van sneeuwophoping over de ijskap en sneeuwdikte over zee-ijs, metingen van de gesteentetopografie onder de ijskap en de vorm van de oceaanholte onder ijsplaten.

"De verhoging van het ijsoppervlak en de veranderingen daarin behoren tot de meest fundamentele dingen die wetenschappers willen weten over ijskappen en gletsjers, zodat ze hun gezondheidstoestand kunnen beoordelen, " zei Joe MacGregor, IceBridge plaatsvervangend projectwetenschapper en een glacioloog bij Goddard. "Maar we moeten meer weten dan waar het ijs dunner wordt en wanneer het begon te dunnen. We moeten ook weten waarom, wat de sleutel is om te projecteren wat er in de toekomst gaat gebeuren. Dus we meten ook al deze andere fysieke eigenschappen om ons te helpen de volledige ijskolom beter te begrijpen en wat de hoogteverandering veroorzaakt."

Het eerste deel van de Arctische campagne van dit jaar is gericht op zee-ijs. De onderzoeksvluchten zullen worden uitgevoerd vanaf twee bases:Thule Air Base in het noordwesten van Groenland en Fairbanks, Alaska. Zoals elk jaar, de belangrijkste prioriteit zal het in kaart brengen van de dikte van de zee-ijsbedekking in het westelijke noordpoolgebied zijn door middel van 10 geplande zee-ijsonderzoeken.

Het IceBridge-team en de instrumenten zullen ook een grote polynya onderzoeken - een gat in de zee-ijsbedekking - die in februari ten noorden van Groenland is ontstaan. Normaal gesproken, dit gebied wordt bedekt door enkele van de dikste, oudste ijs in het noordpoolgebied. De polynya is al verzegeld, maar wetenschappers maken zich zorgen dat de stabiliteit van het zee-ijs in de regio in gevaar zou zijn gekomen als de oorspronkelijke ijsbedekking is vervangen door dunner ijs.

"Twee processen kunnen de polynya hebben doen sluiten:of wind en stroming duwden het pakijs naar het zuiden tegen de kust, of het oppervlak bevroor, " zei John Sonntag, De missiewetenschapper van Operatie IceBridge. "De twee processen zouden er in sommige satellietbeelden hetzelfde uitzien, maar heel verschillend in onze metingen. Als het eerste zich heeft voorgedaan, het ijs dat de polynya vulde, moet behoorlijk dik zijn en een behoorlijke hoeveelheid sneeuw bovenop hebben. Als opnieuw invriezen de oorzaak was, dit nieuwe ijs zou erg dun zijn, met weinig sneeuw erop. Hoe dan ook, we zouden het moeten zien."

Na het voltooien van de zee-ijsvluchten en enkele landijsvluchten in het noorden van Groenland en Alaska, IceBridge zal zijn operatiebasis op 12 april verplaatsen naar Kangerlussuaq, in het midden van West-Groenland, en landijs meten. Het doel is om in totaal ongeveer 12 landijsvluchten uit te voeren, tien daarvan zijn onderzoeken met hoge prioriteit die elk jaar worden herhaald om jaarlijkse hoogteverschillen te meten in snel evoluerende gebieden of langs toekomstige ICESat-2-sporen. Tot de mogelijkheden voor de resterende twee vluchten behoren plannen om nooit eerder gemeten gebieden in Groenland te verkennen om kaarten van de gesteentetopografie van het eiland te verbeteren.

"Dit zijn delen van de ijskap die - hoewel ze relatief langzaam stromen - momenteel geen metingen hebben, "Zei MacGregor. "Zelfs na al die jaren van NASA en internationale inspanningen, er zijn nog steeds aaneengesloten gebieden van de Groenlandse ijskap van honderden vierkante mijlen groot waar geen metingen van de topografie van het gesteente zijn verzameld."

Tijdens het vliegen over het noordpoolgebied, IceBridge gaat wetenschappelijk samenwerken met satellietmissies en internationale onderzoeksgroepen. Tijdens de zee-ijsonderzoeken, het IceBridge-vliegtuig zal onder de sporen van de CryoSat-2- en Sentinel-3-satellieten van de European Space Agency vliegen, en over het veldkamp van een internationale groep onderzoekers die snel ijs bestuderen - zee-ijs vastgemaakt aan de kust - ten noorden van Station Alert, in het Canadese Noordpoolgebied. Tijdens het verzamelen van gegevens over landijs, IceBridge zal over delen van het ijs vliegen die ook worden bestudeerd door teams van de Ohio State University en het Duitse Alfred Wegener Institute. Wetenschappers zullen daarna de verschillende radar- en laserdatasets vergelijken.