Forskere ved University of Southampton har fanget hidtil usete data om nogle af de koldeste afgrundshavvande på jorden - kendt som Antarctic Bottom Water (AABW) - under den første rejse med den gule robot-undervandsbåd kendt som Boaty McBoatface, som ankom tilbage til Storbritannien sidste uge.
Holdet, som også involverede forskere fra British Antarctic Survey og ingeniører fra National Oceanography Centre, fangede data om temperatur, vandstrømningshastighed og undervands turbulenshastigheder i Orkney-passagen, en region i det sydlige ocean, som er omkring 4,000 m dyb og omkring 500 miles fra den antarktiske halvø.
For at visualisere Boatys fremskridt og placere dataene i sammenhæng med det komplicerede terræn i regionen, har holdet skabt en animeret gennemgang af Orkney-passagen. De indsamlede oplysninger vil nu blive analyseret for at forstå den komplekse proces med havblanding, og hvordan den påvirker klimaændringer.
Oplysningerne blev indsamlet som en del af DynOPO (Dynamics of the Orkney Passage Outflow) syv ugers ekspedition, hvor RRS James Clark Ross vendte tilbage til Southampton i sidste uge. DynOPO-programmet er finansieret af en bevilling fra Natural Environment Research Council (NERC).
Det var den første antarktiske rejse for Boaty McBoatface, en af Autosub Long Range (ALR)-klassen af ubemandede undervandsfartøjer, den seneste type autonome undervandsfartøjer (AUV) udviklet af National Oceanography Centre. Autosub blev navngivet efter sidste års kampagne af NERC for at navngive Storbritanniens nye polarforskningsskib. Mens skibet vil blive opkaldt efter den berømte naturforsker og tv-mand Sir David Attenborough, lever det populære forslag til konkurrencen - Boaty McBoatface - videre i form af en ubemandet undervandsbåd, der vil støtte forskningsskibet til at udforske dele af polarområderne, der er utilgængelige for mennesker .
Universiteter og videnskabsminister Jo Johnson bød Boaty McBoatface velkommen tilbage fra sin første mission: "Frisk fra sin jomfrurejse leverer Boaty allerede ny indsigt i nogle af de koldeste havvande på jorden, hvilket giver forskerne en større forståelse af ændringer i Antarktis region og forme en global indsats for at tackle klimaændringer.
"Fremtidige Boaty-missioner og det nye RRS Sir David Attenborough forskningsfartøj vil sikre, at Storbritannien fortsætter med at slå over sin vægt og føre an inden for polarvidenskab, teknik og teknologi som en del af vores industrielle strategi."
Forskere brugte en kombination af specialiserede instrumenter, herunder dem, der blev indsat fra skibet samt instrumenter fortøjet til havbunden og målinger foretaget af Boaty.
Undervandsfartøjet gennemførte tre missioner under ekspeditionen, hvoraf den længste varede tre dage, rejste mere end 180 km og nåede dybder på næsten 4,000 m. Den rejste frem og tilbage gennem en afgrundsstrøm af antarktisk bundvand langs Orkney-passagen, nogle gange i vand koldere end 0°C og i strømme op til 1 knob, mens den målte intensiteten af turbulensen.
Denne strøm dannes ud for Antarktis kyst, da kolde vinde fra indlandsisen afkøler havoverfladen. Det resulterende kolde, tætte vand synker og bevæger sig nordpå og udgør en vigtig del af den globale cirkulation af havvand. Orkney-passagen er et vigtigt chokepoint, som AABW skal navigere på vej fra Antarktis' Weddell Sea til Atlanterhavet.
Aktuelle beviser tyder på, at skiftende vinde over det sydlige ocean påvirker hastigheden af havbundsstrømme, der bærer AABW. Hastigheden af disse strømme bestemmer, hvor turbulent deres strømning omkring undersøiske bjergkæder (ubådstopografi) er. Hurtigere strømning er mere turbulent, og i denne turbulens blandes mere varme ind i AABW fra mere lavvandede, varmere havlag – og opvarmer dermed det afgrundsfyldte vand på vej mod ækvator, hvilket påvirker de globale klimaændringer.
Professor Alberto Naveira Garabato fra University of Southampton, ledende videnskabsmand for DynOPO, sagde: "Orkney-passagen er et vigtigt chokepoint for strømmen af afgrundsvand, hvor vi forventer, at mekanismen, der forbinder skiftende vinde med opvarmning af afgrundsvand, fungerer. Vores mål er at lære nok om disse indviklede processer til at repræsentere dem (for første gang) i de modeller, som videnskabsmænd bruger til at forudsige, hvordan vores klima vil udvikle sig over det 21. århundrede og derefter.
“Vi har været i stand til at indsamle enorme mængder data, som vi aldrig har været i stand til at fange før på grund af den måde Boaty (Autosub Long Range) er i stand til at bevæge sig under vandet. Indtil nu har vi kun været i stand til at tage målinger fra et fast punkt, men nu er vi i stand til at få et meget mere detaljeret billede af, hvad der sker i dette meget vigtige undervandslandskab. Udfordringen for os nu er at analysere det hele."
Men ekspeditionen var ikke uden udfordringer. Povl Abrahamsen, fysisk oceanograf ved British Antarctic Survey, forklarede: "Ved starten af en mission, mens han dykkede, stødte Boaty på en sværm af krill så tæt, at ubådens ekkolod troede, den nærmede sig havbunden, selvom den kun var på 80 meters dybde. og vendte tilbage til overfladen. Fordelen var dog, at vi så masser af hvaler nær skibet! På trods af lejlighedsvis hikke og i stadigt koldere og mørkere forhold har Boaty samlet et unikt og spændende datasæt, som vi ser frem til at studere mere detaljeret i de kommende måneder og år."
Steve McPhail, leder af AUV-udviklingen ved National Oceanography Centre, tilføjede: "Selvom disse nylige implementeringer testede de teknologiske muligheder i Autosub Long Range, er vi yderst tilfredse med resultaterne og de data, vi har været i stand til at levere til de videnskabelige fællesskab. I den nærmeste fremtid ser vi frem til at udvide og udvikle flåden på baggrund af succesen med denne sidste mission."
