De Nieuw-Siberische Eilanden waren de geboorteplaats van de MOSAiC ijsschots:het zee-ijs waarin het onderzoeksschip Polarstern drijft nu door het noordpoolgebied werd gevormd voor de kust van de archipel, die de Oost-Siberische Zee en de Laptev-zee scheidt van het noorden van Siberië, in december 2018. Sedimenten, en zelfs kleine kiezels en tweekleppigen, tijdens het invriezen in het ijs zijn verwerkt, die het aan de gang zijnde smeltproces aan het licht heeft gebracht op het oppervlak van de MOSAiC ijsschots. Dit is een steeds zeldzamer fenomeen, aangezien vandaag de dag, het meeste "vuile ijs" smelt voordat het zelfs maar aankomt in het centrale noordpoolgebied. Dit zijn enkele van de belangrijkste bevindingen van een onderzoek dat MOSAiC-experts nu in het tijdschrift hebben gepubliceerd De cryosfeer , en die de basis zal vormen voor tal van toekomstige wetenschappelijke beoordelingen.

Op het eerste gezicht, het lijkt erop dat een groep mensen met vuile schoenen overal in de sneeuw sporen heeft achtergelaten. Maar in werkelijkheid, vuil ijs is de blootstelling van sedimenten, en zelfs kleine kiezels en tweekleppigen, veroorzaakt door het aanhoudende smeltproces van de MOSAiC ijsschots. Toen het zee-ijs zich vormde, ze waren van binnen bevroren; overeenkomstig, ze komen uit de kraamkamer van zee-ijs langs de Siberische plank, die de experts nu een combinatie van modelsimulaties en satellietgegevens hebben gebruikt om in detail te beschrijven.

De MOSAiC ijsschots was al meer dan 1200 zeemijl afgedreven in een meanderende koers toen de onderzoeksijsbreker Polarstern aangemeerd op 4 oktober 2019, op de coördinaten 85° Noord en 137° Oost, en begon ermee door de Noordelijke IJszee te drijven. Terwijl het huidige expeditieteam bezig is met metingen in het noordpoolgebied, hun collega's thuis analyseren de verzamelde gegevens. De nauwkeurige analyse bevestigt de eerste indrukken vanaf het begin van de expeditie:"Uit onze beoordeling blijkt dat de hele regio waarin de twee schepen naar geschikte ijsschotsen zochten, werd gekenmerkt door ongewoon dun ijs, " meldt Dr. Thomas Krumpen, een zee-ijsfysicus aan het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Centrum voor Polair en Marien Onderzoek (AWI). Vorige herfst, de eerste auteur van De cryosfeer studie gecoördineerde onderzoeksactiviteiten op de Russische ijsbreker Akademik Fedorov, die het vlaggenschip van de MOSAiC-expeditie vergezelde, de Polarstern , voor de eerste weken. De Akademik Fedorov speelde ook een belangrijke rol bij het inzetten van meetstations op verschillende locaties in de MOSAiC-ijsschol, die gezamenlijk het gedistribueerde netwerk worden genoemd.

"Onze studie toont aan dat de ijsschots die we uiteindelijk hebben gekozen in december 2018 is gevormd in de ondiepe wateren van de Russische plankzeeën, " legt Krumpen uit. Voor de kust van Siberië, sterke offshore winden drijven het jonge ijs naar zee nadat het zich heeft gevormd. In het ondiepe water, sedimenten worden van de zeebodem gekarnd en komen vast te zitten in het ijs. IJsvorming kan ook drukruggen veroorzaken, waarvan de onderzijde soms over de zeebodem schuurt. Als resultaat, stenen kunnen ook ingebed raken in het zee-ijs. Nu het smelten van de zomer is begonnen, al dit materiaal wordt aan de oppervlakte onthuld:"Op verschillende punten, we hebben hele hopen kiezelstenen gevonden met een diameter van enkele centimeters, plus een aantal tweekleppigen, " meldt MOSAiC-expeditieleider prof. Markus Rex rechtstreeks vanuit het noordpoolgebied.

In de tussentijd, terug naar huis in Bremerhaven, Duitsland, Thomas Krumpen is verheugd te zien dat het nu opkomende 'tweekleppige ijs met kiezels, " zoals hij het liefkozend heeft genoemd, bevestigt dus duidelijk de bevindingen van de studie. Het team van auteurs onder leiding van de AWI-expert gebruikte een combinatie van satellietbeelden, heranalysegegevens en een nieuw ontwikkeld gekoppeld thermodynamica-backtrackingmodel om de oorsprong van de ijsschots te reconstrueren. Nu bedenken Krumpen en zijn collega's een strategie om monsters van de sedimenten te verzamelen. In hoeverre deze vuile en dus donkere plekken het smelten op de ijsschots versnellen, is een belangrijke vraag, en het beantwoorden ervan zou ons begrip van de interacties tussen de oceaan kunnen vergroten, ijs en atmosfeer, van biogeochemische cycli, en van het leven in het noordpoolgebied in het algemeen.

Naast minerale componenten, het zee-ijs transporteert ook een reeks andere biogeochemische stoffen en gassen van de kust naar de centrale Noordelijke IJszee. Ze zijn een belangrijk aspect van MOSAiC-onderzoek naar biogeochemische cycli, d.w.z., over de vorming of het vrijkomen van methaan en andere klimaatrelevante sporengassen gedurende het hele jaar. Echter, als gevolg van het aanzienlijke verlies van zee-ijs dat de afgelopen jaren in het noordpoolgebied is waargenomen, dit ijs, which comes from the shallow shelves and contains sediments and gasses, is now melting more intensively in the summer, causing this material transport flow to break down. In the 1990s, de Polarstern was often in the same waters where the MOSAiC expedition began its drift. Back then, the ice was still ca. 1.6 meters thick at the beginning of winter, whereas it had shrunk to ca. 50 centimeters last year—which made the search for a sufficiently thick floe in the autumn of 2019 all the more difficult.

"We were fortunate enough to find a floe that had survived the summer and formed in the Russian shelf seas. This allows us to investigate transport processes from the 'old Arctic, " which now only partly function, if at all, " says Krumpen. Particularly in the higher latitudes, global warming is causing temperatures to climb rapidly. In the summer of 2019, the last summer before the expedition, Russian meteorological stations reported record temperatures. These high temperatures sparked rapid melting and significantly warmed Russia's marginal seas. Als resultaat, many parts of the Northeast Passage were ice-free for a 93-day period (the longest duration since the beginning of satellite observation). The experts predict that if CO ₂ emissions remain unchecked, as they have in the past several years, the Central Arctic could be ice-free in summer by 2030.