Antarctica'S Biggest Mysteries: Secrets Of A Frozen World

{h1}

Honderd jaar nadat mensen voor het eerst voet op de zuidpool zetten, stromen bezoekers massaal naar de verlaten plek om het te vieren. Maar ondanks de vooruitgang van de technologie in de tussenliggende jaren, omringen nog veel mysteries antarctica.

Honderd jaar geleden deze week, op een mooie zomermiddag, stortten de Noorse ontdekkingsreiziger Roald Amundsen en vier reismoeide metgezellen een heldere vlag bovenop een spichtige paal in het Antarctische ijs, hun claim markerend als de eerste mensen die voet op de bodem zetten de wereld. De Zuidpool was van hen.

"Dat moment zal zeker worden herinnerd door iedereen die daar stond," schreef Amundsen in zijn verslag van de zware tocht. Op 14 december 1911, twee maanden nadat ze vertrokken van de kust van het continent, hadden de mannen hun doel bereikt - een bevroren vlakte van eindeloos wit in het midden van het hoogste, meest winderige, koudste, droogste en meest eenzame continent ter wereld.

Een eeuw nadat Amundsen de vlag had geplant - door de gedoemde expeditie van Engelsman Robert Falcon Scott met een volledige maand te verslaan - heeft een explosie van technologische vooruitgang de reikwijdte van de menselijke kennis van Antarctica veranderd.

Amundsen en bemanning observeren de paal in een afbeelding van de Noorse ontdekkingsreiziger

Amundsen en de bemanning nemen een observatie aan de paal in een afbeelding van de Noorse ontdekkingsreiziger 'The South Pole', een verslag van zijn historische trektocht.

Credit: NOAA / Department of Commerce, Steve Nicklas, NOS, NGS.

Waakzame satellieten varen boven het hoofd; indringende radar en lasers hebben wetenschappers in staat gesteld om te kijken onder het dikke ijs. En toch, ondanks het bereik van deze nieuwe gereedschappen, heeft het continent nog steeds zijn geheimen in de buurt. Er zijn nog veel mysteries en ze zijn veel ingewikkelder en genuanceerder dan de onbekende wildernis waar Amundsen en Scott tegenover stonden. [Afbeeldingen: Boven de Ijzige Wildernis van Antarctica]

Wat uit het onderzoek naar voren komt, is dat Antarctica een veel dynamischere plaats is dan iemand zich ooit een eeuw geleden had kunnen voorstellen - en dat wat daar gebeurt, dramatische gevolgen kan hebben voor miljoenen mensen over de hele wereld. Nu, in plaats van nieuwe geografische ontdekkingen in kaart te brengen, wetenschappers proberen de innerlijke werking van de vreemde krachten die spelen op Antarctica in kaart te brengen, van de biologische mechanismen die kleine organismen in staat stellen om wakker te lijken uit de dood, tot de weinig begrepen krachten die weg vreten op het ijs van het continent - met toenemende kracht.

Ijskoningin

Antarctica is de thuisbasis van ongeveer 70 procent van het zoete water van de planeet en 90 procent van het zoetwaterijs van de planeet. Twee massieve ijskappen, op sommige plaatsen bijna 3 mijl (4 kilometer) dik, beslaan ongeveer 99 procent van de continentale landmassa. Met inbegrip van de eilanden en aangrenzende drijvende ijsvlakten, is Antarctica ongeveer 5,4 miljoen vierkante mijl (14 miljoen vierkante kilometer), ongeveer anderhalf keer zo groot als de Verenigde Staten.

Het is niet verrassend dat het meeste onderzoek naar Antarctica gericht is op het ijs - wat er onder, in en om het ijs gebeurt.

Airborne imaging-technologie stelde wetenschappers in staat om de ruige topografie van het Gamburtsev-gebergte te zien, volledig verborgen onder de ijskap.

Airborne imaging-technologie stelde wetenschappers in staat om de ruige topografie van het Gamburtsev-gebergte te zien, volledig verborgen onder de ijskap.

Dankbetuiging: Michael Studinger.

En het was onder het ijs dat wetenschappers één van Antarctica's meest screenplay-waardige ontdekkingen maakten: een overweldigend koninkrijk van rotsachtige hellingen en vloeibare meren, die duizenden jaren onder het ijs werden afgescheiden.

Tijdens een expeditie uit 1958 trok een Sovjet-team van de kust door het binnenland van de oostelijke helft van het continent en ontplofte explosieven om de honderd kilometer om de dikte van het ijs te meten.

In het midden van de Oost-Antarctische ijskap reisde het team over ijs van 3 kilometer dik, toen er iets vreemds gebeurde, volgens Robin Bell, een geofysicus en professor aan het Lamont-Doherty Earth Observatory van Columbia University.

Wat zit daaronder?

"Ze vonden opeens dit heel dunne ijs in het midden van de ijskap en ze zeiden: 'Hé, er zijn bergen hier'," vertelde Bell OurAmazingPlanet.

Grote bergen. Het team was gestuit op wat later het Gamburtsev-gebergte werd genoemd, een reeks steile pieken die oplopen tot 9.000 voet (3.000 meter) en 1.200 km lang zijn over het binnenland van het continent.

"Het is echt moeilijk voor te stellen dat er daaronder bergen zijn. Het maakt niet uit welke kant je draait - het is vrij vlak", zei Bell, die het gebied jarenlang heeft bestudeerd. Maar toch, voegde ze eraan toe, het echt mysterieuze deel van de verborgen bergen is dat niet dat ze bestaan, maar hoe ze nog steeds bestaan. De onverbiddelijke mars van geologische tijd tast bergen weg (als we over 100 miljoen jaar terug zouden komen, zouden de Alpen verdwenen zijn, zei Bell) en hadden de Gamburtsevs, op de rijpe leeftijd van 900 miljoen tot een miljard jaar oud, moeten worden gedragen een eeuw geleden.

Recent onderzoek toont echter aan dat de bergen een soort geologische overstap zijn.

"Ze zijn lang geleden geboren, maar ergens tussen de 100 (miljoen) en 200 miljoen jaar geleden hadden ze een renaissance," zei Bell.

Het gebeurde tijdens een scheurende gebeurtenis, zei Bell, toen tektonische krachten continentale massa's uit elkaar haalden tijdens het uiteenvallen van Gondwana, het oude supercontinent. In die tijd ondergingen de zware wortels van de geërodeerde bergen blijkbaar een verandering in dichtheid - alsof een staaf van stevige chocolade plotseling veranderde in het donzige spul in een bar van Three Musketeers - die de bergketen ondersteunde, "als een reddingsboei" Bell zei.

Precies hoe die verandering in de wortel van de Gamburtsevs is gebeurd, is een raadsel.

"Dat is het grootste ding dat ons op het hoofd krabt," zei Bell. "We weten niet of het rifting een beetje warmte toevoegt, een beetje water toevoegt - we weten dat het rifting gebeurde en [de bergketen] is uitgekomen, maar we werken nog steeds aan de vraag hoe je die fasewisseling maakt," ze zei.

De West Antarctic Ice Sheet zit vandaag onder de zeespiegel, maar 34 miljoen jaar geleden lag het op een veel hogere bergketen.

De West Antarctic Ice Sheet zit vandaag onder de zeespiegel, maar 34 miljoen jaar geleden lag het op een veel hogere bergketen.

Krediet: NASA.

Land o 'meren

In het Gamburtsevgebergte ligt nog een raadselachtig kenmerk van de Antarctische wateren: Lake Vostok - een ongerept zoetwatermeer begraven onder 2,5 mijl (3,9 km) vast ijs. Over de grootte van Lake Ontario, het is de grootste van de meer dan 200 vloeibare meren verspreid over het continent onder het ijs.

De meren worden grotendeels gecreëerd wanneer de hitte van de kern van de aarde de bodem van de ijskap smelt; de dikke deken van ijs op de top fungeert als isolatie. Sommige van de meren zijn honderdduizenden tot miljoenen jaren geïsoleerd en wetenschappers racen om waterstalen te verzamelen; de afgezonderde meren kunnen bastions van biologische ontdekking zijn, vol met nog nooit eerder gezien microbieel leven.

Tot nu toe is niemand erin geslaagd om direct een Antarctisch meer te bemonsteren, maar ten minste drie projecten - een Russisch team, een Brits team en een Amerikaans team - pakken het probleem aan. De Russen aan Lake Vostok en de Britten aan Lake Ellsworth kunnen in 2012 monsters hebben.

En hoewel het merenwater tot dusverre is ontsnapt, hebben wetenschappers wel monsters van de ijskap zelf, wat, naar het blijkt, biologische mysteries van zichzelf doet ontbranden.

Wie zit daar binnen?

"Ik denk dat deze hele ijskap levend is, dat moet nog bewezen worden," zei John Priscu, een professor aan de Montana State University, die al 27 jaar veldwerk doet op Antarctica.

Wat bewezen is, zei Priscu, is dat bacteriën in het ijs zitten. Niet veel, volgens microbiële standaarden - 300 cellen in 1 milliliter ijs versus 100.000 cellen in zeewater - maar ze zijn daar, in kleine aderen van vloeibaar water die kriskras door het vaste ijs en dienen als "kleine huizen", zei Priscu, die bevatten ook voedingsstoffen die een hongerige microbe kunnen voeden.

"De vraag is of ze daar wonen? Is het een functioneel ecosysteem?" hij zei. In het laboratorium hebben oude bacteriën uit ijsmonsters van 420.000 jaar oud, die meer dan 2 mijl (3 km) binnen de ijskap zijn gevonden, snel tekenen van leven getoond. "We smelten het water en ze groeien," vertelde Priscu aan OurAmazingPlanet.

Het is echter niet duidelijk of het ijs gewoon als conserveringsmiddel fungeert en dezelfde microben intact houdt totdat ze een warme maaltijd krijgen, of als een actieve microbiële gemeenschap langs de binnenkant van de ijskap ploetert.

"Of ze zijn in een hangende staat van animatie tijdens die reis van een half miljoen jaar, of ze leven heel langzaam, dat weten we niet, we weten het gewoon niet," zei Priscu.

Een zelfgemaakt antivriesmiddel houdt deze Antarctische ijsvis levend.

Een zelfgemaakt antivriesmiddel houdt deze Antarctische ijsvis levend.

Krediet: British Antarctic Survey.

Wie is daar buiten?

Een andere plek van biologische intriges is de oceaan rond Antarctica. "Als je een handvol Antarctische dieren hebt opgepikt, zou je ze niet kunnen verwarren met wezens van elders op de planeet", zei David Barnes, een wetenschapper met de British Antarctic Survey.

Barnes, sprekend vanuit een onderzoeksschip net buiten het Antarctisch Schiereiland, zei dat een van de grootste mysteries is: "waarom zien we de soorten dieren die we zien?"

Langwerpige zeespinnen ter grootte van borden bestrijken Antarctische wateren, maar andere wezens die de rest van de oceanen van de aarde gemeenschappelijk hebben, zoals slakken, zijn vreemd afwezig. Sommige wezens worden enorm groot, andere zijn ongewoon klein.

"Veel dingen zijn logisch, vis ontwikkelt antivriesmiddelen, dat is verstandig," zei Barnes. "Maar waarom we de vreemde groepen dieren krijgen en waarom sommige dieren het zo goed doen en anderen het zo slecht doen, dat is onderdeel van de grote charme van deze plek. Het is zo anders. En begrijpen waarom dit is en hoe het werkt is een geweldige uitdaging. "

"Er zijn veel mysteries: hoe meer dingen je te weten komt over Antarctica, hoe meer vragen het oproept dan antwoorden," zei Huw Griffiths, een zeebioloog bij de British Antarctic Survey.

Griffiths zei dat een gebied van groot belang is de vrijwel onontgonnen oceaan onder de ijsplateaus die het continent bellen. De uitlaten van gletsjers, ijsplaten zijn vele honderden meters dik en ze zijn kolossaal. De grootste, de Ross Ice Shelf, is 197.000 vierkante mijl (510.680 vierkante kilometer), of 3,7 procent van het totale gebied van Antarctica.

"In feite weten we heel weinig tot niets over wat er onder hen leeft, en de enige plaatsen waar we hier een glimp van opvangen, zijn bij een paar van de kleinere ijsplaten die zijn ingestort", vertelde Griffiths aan OurAmazingPlanet.

Een Brits gemaakte oceangoingrobot, AutoSub genaamd, maakte enkele van de allereerste observaties onder een ijsplaat in 2009, tijdens verschillende duiken in West-Antarctica. Hoewel de robot geen glimp van alles wat daar leeft biedt - het is niet uitgerust met camera's of een bemonsteringarm - het leverde waardevolle gegevens op voor wetenschappers die het zich snel bewegende gletsjerijs van de Pine Island-gletsjer bestuderen, dat als ground zero zou kunnen worden beschouwd voor het grootste Antarctische mysterie van allemaal, in de gedachten van veel wetenschappers: wat gebeurt er met het ijs?

IJzige verdwijning

Keer op keer komen onderzoekers terug op deze vraag.Het ijs dat de meeste zorg wekt, is de West Antarctic Ice Sheet, die ongekende veranderingen ondergaat en waarschijnlijk de grootste potentiële speler is in de toekomstige wereldwijde zeespiegelstijging.

Uit onderzoek van de afgelopen 25 jaar is gebleken dat de ijskap rust op kleverige sedimenten waardoor gletsjers gemakkelijker kunnen glijden dan wanneer ze over een hard, rotsachtig bed vloeien. Ook liggen grote delen van de bodem van het ijsplateau onder zeeniveau - deze twee factoren maken het ijsplateau bijzonder kwetsbaar, volgens Robert Bindschadler, een glacioloog en emeritus van de NASA-wetenschapper.

De ijskap op de Pine Island-gletsjer, waar Bindschadler veldwerk doet. Een gigantische breuklijn, onderdeel van een natuurlijk afkalfproces, heeft zich onlangs op de ijsplaat gevormd.

De ijskap op de Pine Island-gletsjer, waar Bindschadler veldwerk doet. Een gigantische breuklijn, onderdeel van een natuurlijk afkalfproces, heeft zich onlangs op de ijsplaat gevormd.

Dankbetuiging: Michael Studinger, NASA.

Dit alles is als een verrassing gekomen voor de wetenschappelijke gemeenschap. In de jaren tachtig werden ijskappen zelfs niet in aanmerking genomen toen onderzoekers modelleerden hoe klimaatverandering de zeespiegel zou kunnen beïnvloeden, zei Bindschadler.

"Mensen dachten: 'IJskappen, oh, ze doen er niet toe - het duurt millennia', 'zei Bindschadler.

De gegevens vertellen een heel ander verhaal: "De waarnemingen in de afgelopen 10 jaar zijn, whoa, ijskappen veranderen veel dramatischer, zowel in termen van omvang van verandering en tijdschaal, als wij deskundigen ooit voor mogelijk hielden," zei Bindschadler. "We hadden het over grote veranderingen in de orde van een eeuw, en we zien grote veranderingen in de orde van een decennium."

Nu wetenschappers weten dat snelle veranderingen plaatsvinden, proberen ze erachter te komen hoe het gebeurt - en al het bewijs heeft onthuld dat de oceaan de boosdoener is.

"Ik denk dat de interactie tussen oceaan en ijs de belangrijkste interactie is", vertelde Bindschadler aan OurAmazingPlanet. "Zeker dat is degene die alle alarmen veroorzaakt als je kijkt naar recente veranderingen in ijskappen. Dat is de grote voorhamer die nu op de ijskappen slaat en de details van wat er gaande is, zijn verborgen."

Dat komt omdat het erop lijkt dat de meeste actie plaatsvindt onder de ijsplaten - die gigantische vlaktes van drijvend ijs die zich vastklampen aan de randen van het continent. Satellieten en andere observatietools kunnen geen gedetailleerde kijk krijgen op wat er onder hen gebeurt.

"We weten al geruime tijd dat relatief warm water onder sommige van deze ijsplaten valt.Wat we nog niet weten, is precies waar, hoe vaak en hoe variabel de toegang is", zegt Stan Jacobs, een oceanograaf bij Columbia. Universiteit van Lamont-Doherty Earth Observatory.

"Wat die toegang bepaalt en hoe deze met de tijd verandert, is een ander probleem," vertelde Jacobs aan OurAmazingPlanet.

Onderzoekers weten dat ijsplaten fungeren als reusachtige deurstops voor gletsjers. Wanneer ijsplaten dunner of samenvouwen, versnellen gletsjers en dumpen meer water de oceaan in, waardoor de zeespiegel stijgt. [Album: Antarctica, Iceberg Maker]

Nu gaan Bindschadler en andere onderzoekers op pad om een ​​paar van de eerste temperatuurgegevens op te halen van onder het Pine Island Glacier-ijsplateau, de uitlaat van een van de grootste en snelst bewegende gletsjers op Antarctica, in de hoop dat ze begrijpen wat er beneden gebeurt.

"Hoe meer metingen we krijgen, hoe meer vragen we hebben," zei Bindschadler. "Ik denk dat het algemene mysterie de specifieke aard is van deze interacties die we hebben ontdekt."

Het overkoepelende doel voor Bindschadler en veel andere Antarctische onderzoekers is om voldoende gegevens aan modelers over te dragen zodat ze kunnen uitzoeken hoe het ijs van Antarctica de komende decennia zal veranderen en hoe die veranderingen de rest van de wereld zullen beïnvloeden.

Als de West-Antarctische ijskap volledig zou smelten, zou het wereldwijde gemiddelde zeeniveau oplopen tot 16 voet (5 voet), volgens sommige schattingen. Hoewel dat waarschijnlijk niet voor vele duizenden jaren zal gebeuren, heeft de ijskap in de laatste twee decennia steeds meer massa verloren en de gletsjers die als uitlaat naar de zee dienen, versnellen. Zelfs relatief kleine veranderingen in 's werelds drie ijskappen (de Groenland, de Oost-Zuidpool en de West-Antarctische wateren) zouden dramatische effecten hebben. Een verandering van het volumepercentage van 1 procent zou de zeespiegel met ongeveer 26 inch (65 centimeter) doen stijgen, volgens Bindschadler.

Om de gegevens die modelbouwers nodig hebben nog steeds te krijgen, moet je slapen in kleine tenten op winderige ijsvlakten en lange uren werken in het eeuwige daglicht van de Antarctische zomer.

"We zijn nog steeds ontdekkingsreizigers," zei Priscu. "De vroege ontdekkingsreizigers zoals Scott en Shackleton moesten de grenzen van het menselijk bestaan ​​verkennen, maar we verkennen nu de grenzen van het leven in het algemeen.We hebben grote wereldwijde hypotheses - we hebben in 100 jaar veel bereikt - maar we hebben nog een lange weg te gaan en we hebben nog veel vragen te beantwoorden. "

Dit verhaal is geleverd door OurAmazingPlanet, een zustersite voor WordsSideKick.com. Bereik Andrea Mustain om [email protected]. Volg haar op Twitter @AndreaMustain. Volg OurAmazingPlanet voor het laatste nieuws over aardwetenschappen en exploratie op Twitter @OAPlanet en verder Facebook.


Video Supplement: Antarctica Biggest Mysteries - Secrets of a Frozen World.




Onderzoek


4 Legless Lizard-Soorten Ontdekt In Californië
4 Legless Lizard-Soorten Ontdekt In Californië

Science Fiction Of Fact: Instant, 'Matrix'-Achtig Leren
Science Fiction Of Fact: Instant, 'Matrix'-Achtig Leren

Science Nieuws


10 Dure Restauraties
10 Dure Restauraties

Moving Your Eyes Verbetert Het Geheugen, Stelt De Studie Voor
Moving Your Eyes Verbetert Het Geheugen, Stelt De Studie Voor

Gezonken Japanse Tweede Wereldoorlog Slagschip Gelegen In De Filippijnen
Gezonken Japanse Tweede Wereldoorlog Slagschip Gelegen In De Filippijnen

Mindfulness-Meditatie Kan Angst, Depressie Verminderen
Mindfulness-Meditatie Kan Angst, Depressie Verminderen

De Eeuw Van Droogte Kan Vooruit Zijn
De Eeuw Van Droogte Kan Vooruit Zijn

WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com