Французский исследователь и эколог Жан-Луи Этьен провел последние 10 лет, проектируя научное судно, способное выдержать ужасающие волны и ветер.
Его плавучая лаборатория под названием Polar Pod будет иметь высоту 100 метров и вес 1000 тонн. Сооружение будет буксировать горизонтально от восточного побережья Южной Африки к мощному течению, окружающему Антарктиду. Затем он будет «переворачиваться» по вертикали, заполняя балластные цистерны с морской водой на 150 тонн.
Судно не имеет двигателя и будет управляться антарктическим циркумполярным течением, дрейфующим со скоростью около 1 узла в час. На вершине сооружения — на высоте 20 метров над водой — будет жить, спать и работать экипаж. Погруженная часть сохраняет устойчивость. «Он находится на 80 метров ниже уровня моря, зафиксирован в очень спокойной воде — поэтому он очень стабилен», — сказал Этьен CNN.
«План состоит в том, чтобы дважды за три года« облететь »Антарктиду и собрать данные о том, как люди повлияли на Южный океан, — объясняет Этьен. В то время как основное внимание будет уделяться измерению способности океана поглощать углекислый газ (CO2), Polar Pod будет оснащен датчиками, среди прочего, для измерения кислотности и динамики волн.
«Эта очень большая область холодной воды вокруг Антарктиды является крупнейшим поглотителем углерода в океане на планете», — говорит он, — но мы не знаем, как его способность поглощать углекислый газ меняется в течение года. «Стабильность полярной капсулы позволит ученым получить эту информацию».
Поскольку структура будет бесшумной, она сможет использовать гидрофоны — подводные микрофоны — для записи «акустической сигнатуры», характерной для различных морских существ, от криля до китов, и проводить учет морской жизни, объясняет Этьен. Он также планирует, что судно поможет откалибровать спутники для НАСА и Европейского космического агентства.Шесть ветряных генераторов будут питать датчики и бортовую лабораторию, а данные будут передаваться исследователям в режиме реального времени. Команда также планирует проводить прямые трансляции и лекции с Polar Pod.
На борту судна одновременно будет восемь человек: четыре моряка, которым поручено управлять (и поднимать паруса, чтобы избежать айсбергов), три ученых и повар. Каждые два месяца корабль привозит припасы, новую команду, а иногда и самого Этьена. Врач и исследователь, которому сейчас 74 года, предпринял множество экспедиций в отдаленные полярные регионы. Он тащил сани в одиночном сухопутном путешествии к Северному полюсу в 1986 году и пересек Северный Ледовитый океан на воздушном шаре в 2010 году.
Строительство Polar Pod еще не началось, но будет финансироваться правительством Франции. Французское океанографическое учреждение Ifremer выставит контракт на постройку судна на торги.
Этьен занимается сбором средств для трехлетней экспедиции, которая, как он надеется, начнется в 2024 году. Он говорит, что не может раскрыть расходы или сумму, собранную на сегодняшний день.
Polar Pod будет не единственной структурой, плавающей в Южном океане. За последние шесть лет в рамках проекта по наблюдению и моделированию углерода и климата Южного океана (SOCCOM) было развернуто 200 роботизированных поплавков с передовыми датчиками для измерения кислорода, солнечного света, хлорофилла, нитратов и кислотности.
Поплавки выглядят как канистры с газом и действуют как дрейфующие подводные лодки. У них есть парковка на глубине 1000 метров, и они опускаются до 2000 метров каждые 10 дней, чтобы сделать полный профиль до поверхности и передать данные ученым.
До проекта SOCCOM Южный океан был «почти неоткрытым», и лишь несколько кораблей пересекали его, сообщает CNN океанограф и климатолог Джоэллен Рассел из Университета Аризоны.
«Одна из восьми молекул CO2, добавленных в атмосферу, поглощается океаном вокруг Антарктиды, Южного океана, в течение года», — говорит Рассел. «Это океан для изучения. Это важнейший компонент климатической системы нашей Земли».
Рассел добавляет, что Южный океан изучен не лучше, потому что он далеко и «катастрофически» опасен.
В то время как роботизированные поплавки разбросаны по Южному океану, швартовка судна в условиях антарктического циркумполярного течения является сложной задачей. «Каждый раз, когда океанографическое сообщество размещает причал в ACC, он зимой повреждается или срывается», — объясняет Рассел.
«Мы знаем, что Южный океан очень важен для нашего климата … мы также хотим понять, как он меняется во времени, когда меняется климат», — говорит он. «С одной стороны, у нас есть один из самых важных поглотителей углерода, с другой — у нас очень мало мер для его наблюдения».
Другие океанские исследовательские суда путешествовали вокруг Антарктиды. В августе 2019 года беспилотный катер Saildrone совершил первое автономное кругосветное плавание по Южному океану. Несмотря на столкновение с айсбергом, разрушившим некоторые из его датчиков, Saildrone смог собрать измерения углекислого газа в океане и атмосфере.
Команда разработчиков заявляет, что планирует развернуть флот Saildrones для измерения обмена углекислым газом между океаном и атмосферой в Антарктическом циркумполярном течении.
По словам Ландшютцера, Polar Pod сможет предоставить более подробный циркумполярный обзор углеродного цикла, поскольку он имеет как датчик CO2 в морской воде, так и систему вихревых потоков — специализированный инструмент для измерения количества CO2 и тепла, передаваемых между ними. атмосфера и океан.
Ландшютцер говорит, что измерение прямого и косвенного обмена CO2 между океаном и атмосферой является огромным преимуществом. «Я не знаю ни одной экспедиции [кругосветное плавание по Южному океану], которая делала бы это».
Рассел соглашается: «Я в восторге, потому что измерения потоков внутри Антарктического циркумполярного течения абсолютно необходимы», — говорит она. «У нас нет этих измерений».
Однако она обеспокоена тем, что судно может оказаться недостаточно прочным, чтобы противостоять неблагоприятным условиям, особенно зимой, указывая на то, что помощь будет через несколько дней или недель, если оно столкнется с какими-либо неудачами.
«Стручок будет буквально в самую суровую погоду на планете Земля», — говорит она. «Я предполагаю, что мы увидим то, чего никогда раньше не видели, и у нас будут люди и видео, а также измерения необычных изменений. Я просто хочу, чтобы у них было больше мобильности, на всякий случай».
Ландшютцер говорит, что лучшее понимание Южного океана поможет отслеживать успех международных климатических целей Парижского соглашения.
Он добавляет, что отрадно видеть такие новаторские идеи для решения уникальных проблем, создаваемых этим океаном.
«Южный океан дает ученым все самое лучшее из-за трудностей», — говорит он. «Вы не можете сделать это так, как мы это делали всегда, поэтому мы должны придумать что-то новое, если мы хотим понять это».
По словам Этьена, эта миссия не только предоставляет важные данные, но и является привлекательным способом привлечь внимание к разрушительным последствиям глобального потепления в полярном регионе.