science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe het noordpoolgebied te beschermen terwijl smeltend ijs nieuwe scheepvaartroutes opent

Naarmate het poolijs smelt en meer scheepvaartroutes opengaan, het commerciële zeevervoer zal naar verwachting groeien. Krediet:Horizon

Begin dit jaar, de Eduard Toll vestigde een record:beladen met vloeibaar aardgas, de tanker was het eerste commerciële schip dat in de winter het noordpoolgebied overstak zonder ijsbreker.

Deze mijlpaal in de scheepvaart kan een teken zijn van wat komen gaat, waarbij de maritieme activiteit naar verwachting zal toenemen naarmate de opwarming van de aarde het zee-ijs in de regio doet smelten - een afname van ongeveer 13% per decennium, volgens NASA. Echter, milieugroeperingen en wetenschappers vrezen dat dit een toch al kwetsbaar milieu zou kunnen schaden door factoren als zeevervuiling en lawaai van schepen.

Toegenomen maritiem verkeer verhoogt het risico op olielozingen, iets dat een project genaamd GRACE aanpakt door te kijken naar hoe beter te meten, olie in het noordpoolgebied controleren en opruimen. De methoden omvatten het gebruik van sensoren, onderzoek naar de effecten van verbranding en chemische verspreiding, en het bestuderen van het gebruik van levende organismen als indicatoren voor vervuiling - met de informatie verpakt in een webgebaseerde besluitvormingstool.

Het doel is om een ​​reeks strategieën te hebben die zijn afgestemd op verschillende dreigingsreacties en rampsituaties, zei dr. Kirsten Jørgensen, GRACE-projectcoördinator en onderzoeker bij het Finse Milieu-instituut.

"Gelukkig, we hebben niet veel grote ongelukken gehad in Arctische gebieden, maar als er een lekkage is, je moet de beste voorbereiding hebben op het opruimen, " ze zei, eraan toevoegend dat het onverantwoord zou zijn als de wereld geen goed ontwikkelde reactiestrategie voor olierampen zou invoeren.

Sensoren

Het verzamelen van gegevens is geholpen door verbeteringen in sensoren, Dr. Jørgensen. In oktober, een slimme navigatieboei, opgezet door GRACE, begon voor de eerste keer om via satelliet realtime monitoring van olielozingen en waterkwaliteit in de Oostzee te bieden. In aanvulling, het team ontwikkelt een biosensor met behulp van uitgekomen zebravisembryo's om vervuiling te detecteren door effecten op organismen.

De onderzoekers verzamelen ook biologische gegevens over organismen, waaronder ongewervelde dieren, mosselen en vissen om achtergrondinformatie te hebben voor vergelijking in geval van lekkage, en het uitvoeren van tests over hoe sommige reageren op olie. Ze ontwikkelen ook methoden voor mechanische reiniging, zoals een voertuig onder ijs.

Er zijn, echter, uitdagingen. Hoewel de relatieve schaarste aan Arctische ongevallen duidelijk goed nieuws is, paradoxaal genoeg, de effecten van een grote olieramp zijn moeilijk in te schatten zonder dat er eerst een gebeurt.

Toegenomen maritiem verkeer verhoogt het risico op olielozingen in het noordpoolgebied. Krediet:CC0 Publiek Domein

Dr. Jørgensen wijst er ook op dat het moeilijk is om conclusies te trekken uit incidenten elders. Bijvoorbeeld, ze zegt dat chemische dispergeermiddelen werden gebruikt op olie uit de ramp met de Deepwater Horizon in de Golf van Mexico in 2010, maar de manier waarop deze zich zouden verspreiden in het koude water van de Noordpool en hun impact op de verschillende ecosystemen zou heel anders zijn. Wat de zaak nog ingewikkelder maakt, is dat veel van het werk ook in laboratoria moet plaatsvinden om vervuiling van de zee te voorkomen.

preventie

Maar uiteindelijk, Dr. Jørgensen zegt dat de veiligste manier van handelen zou zijn om te voorkomen dat er gemorst wordt. "Ik denk nog steeds dat het allerbelangrijkste is om ongelukken te voorkomen door schepen in te zetten met een dubbelwandige, goede navigatiehulpmiddelen en dat soort dingen."

Dit is iets dat kan worden geholpen door SEDNA, een project onder leiding van het internationale ingenieurs- en wetenschappelijke adviesbureau BMT dat tot doel heeft manieren te ontwikkelen om de veiligheid van het Arctische zeeverkeer te verbeteren. Hoewel de specifieke focus ligt op een beter ontwerp van schepen om menselijke slachtoffers te voorkomen in plaats van ecologische doelen, minder ongevallen hebben een domino-effect dat de impact op het milieu vermindert, zei BMT senior onderzoeker Dr. Philipp Lohrmann.

Dr. Lohrmann zegt dat hij gelooft dat het onvermijdelijk is dat de scheepvaart in de regio zal toenemen, maar dat de exacte vooruitzichten moeilijk te voorspellen zijn vanwege concurrerende economische en ecologische belangen en de daaruit voortvloeiende onzekerheden over toekomstige regelgeving. Het belangrijkste, hij zei, moet worden voorbereid.

Een van de speerpunten van SEDNA is het creëren van een zogenaamde veilige Arctische brug voor ijsschepen. Dr. Lohrmann zei dat dit komt omdat het commandocentrum, of brug, op huidige schepen is vaak niet specifiek ontworpen om het ijs en het barre klimaat van het noordpoolgebied aan te kunnen wat betreft de navigatieapparatuur en -technologieën die ze bevatten.

Als onderdeel hiervan, het team ontwikkelt augmented-reality-technologie die de navigators van het schip op meer intuïtieve en nieuwe manieren van relevante informatie kan voorzien. Voorbeelden zijn het over de echte wereld leggen met informatie over ijs, of het verstrekken van virtueel röntgenzicht zodat de bemanning door obstakels heen kan kijken.

Tegelijkertijd, hij zei, er moet een overdaad aan informatie worden vermeden die tot afleiding kan leiden. Bijvoorbeeld, in het Noordpoolgebied is minder behoefte aan instrumenten die informatie geven over andere schepen dan in verkeerszware scheepvaartgebieden.

Het project kijkt ook naar andere benaderingen, zoals anti-ijsafzettingen voor schepen, sommige zijn geïnspireerd op in het Noordpoolgebied levende soorten, zoals de ijswerende eigenschappen van pinguïnveren. "De manier waarop ijs op dit moment vaak wordt verwijderd, is dat je een paar jongens met hamers op pad stuurt, "zei Dr. Lohrmann. "Het is een technologie uit het stenen tijdperk."

Sommige initiatieven van SEDNA hebben ook het potentieel om de CO2-uitstoot te verminderen. Tussen deze, het team bouwt een Arctische reisplanningstool die rekening houdt met informatie zoals het weer, zeetoestand en dieptemeting, het meten van waterdiepten. "Een vermindering van de CO2-uitstoot kan worden bereikt door onnodige vertragingen en omwegen te vermijden, " verklaarde Dr. Lohrmann.