Vom Weltraum bis zum Meeresboden hat eine australische und internationale Forschungsreise gleichzeitig per Schiff und Satellit einen hochenergetischen „Hotspot“ in der stärksten Strömung der Welt kartiert und eine Unterwasserbergkette freigelegt.
Auf halbem Weg zwischen Tasmanien und der Antarktis erstreckt sich der mit hochauflösenden, dreidimensionalen Details vermessene Block des Südlichen Ozeans über eine Fläche von 20.000 Quadratkilometern durch Schichten wirbelnder Strömungen bis zum Meeresboden in 4.000 Metern Tiefe.
Die FOCUS-Reise auf dem CSIRO-Forschungsschiff (RV) Investigator hat in den letzten fünf Wochen im antarktischen Zirkumpolarstrom gearbeitet, um zu verstehen, wie Wärme, die über diese natürliche Barriere entweicht, zum Schmelzen des antarktischen Schelfeises und zum möglichen Anstieg des Meeresspiegels beiträgt.
Die Reise war für die Zusammenarbeit mit dem neuen Satelliten Surface Water and Ocean Topography (SWOT) konzipiert, der gemeinsam von der NASA und der französischen Raumfahrtagentur Centre National d’Études Spatiales (CNES) entwickelt wurde und die gleichzeitige Kartierung feiner Meeresmerkmale vom Satelliten ermöglicht und das Schiff.
Voyage-Chefwissenschaftler Dr. Benoit Legresy sagte, dass CSIRO, Australiens nationale Wissenschaftsagentur, und die Australian Antarctic Program Partnership mit Mitarbeitern und Ausrüstung aus den USA und Frankreich zusammengearbeitet hätten, um wichtige Klimafragen anzugehen.
„Der Ozean hat mehr als 90 Prozent der durch die globale Erwärmung verursachten Wärme und rund 25 Prozent der menschlichen CO2-Emissionen absorbiert und leistet als ‚Klimaschockabsorber‘ einen enormen Dienst“, sagte Dr. Legresy.
„Zu wissen, wie man mit dem vom Menschen verursachten Klimawandel umgeht, macht es dringend erforderlich, die Wärme- und Kohlenstoffpfade im globalen Klimasystem aufzuspüren. Wir haben an einem Tor gearbeitet, durch das Wärme in Richtung Antarktis geleitet wird und zur Eisschmelze und zum Meeresspiegel beiträgt.“ Wir müssen verstehen, wie dieses Tor funktioniert, wie viel Wärme durchkommt und wie sich dies in Zukunft ändern kann.“
Bei der Kartierung der Meeresströmungen hat die begleitende Kartierung der Meeresbodenbathymetrie alte ruhende Unterwasservulkane entdeckt.
CSIRO-Geophysiker Dr. Chris Yule sagte, das Team habe hochauflösende Kartierungen mit dem erstklassigen Mehrstrahl-Echolotsystem von RV Investigator durchgeführt. Die Untersuchung umfasste eine Meeresbodenfläche von 20.000 km2, von der der größte Teil noch nie zuvor kartiert wurde.
„Zu unserer Freude haben wir eine spektakuläre Kette antiker Seeberge entdeckt, die aus acht lange ruhenden Vulkanen mit Gipfeln von bis zu 1500 Metern Höhe und einem mit einem Doppelschlot besteht“, sagte Dr. Yule.
„Vier davon sind Neuentdeckungen, und wir haben Details zu zwei Seebergen und einem Bruchlinienrücken angegeben, der teilweise auf einer früheren Reise kartiert wurde. Wir wissen jetzt, dass der Rücken westlich des Untersuchungsgebiets in ein Tal über 1600 Meter abfällt -hohe Klippe.“
Das Untersuchungsgebiet liegt 200 Seemeilen (370 km) westlich von Macquarie Island und dem tektonisch aktiven Macquarie Ridge. Die Seeberge wurden durch Vulkane gebildet, die in den letzten 20 Millionen Jahren durch Hot-Spot-Magmatismus entstanden sind.
Die Co-Chefwissenschaftlerin von Voyage, Dr. Helen Phillips von der Australian Antarctic Program Partnership an der University of Tasmania, sagte, neue Entdeckungen über die Form des Meeresbodens seien für das Verständnis der Ozeandynamik von entscheidender Bedeutung.
„Der antarktische Zirkumpolarstrom ‚spürt‘ den Meeresboden und die Berge auf seinem Weg, und dort, wo er auf Barrieren wie Bergrücken oder Seeberge trifft, entstehen ‚Wellen‘ im Wasserstrom, die Wirbel bilden. Täler und Klippen können auch tiefe Strömungen beschleunigen.“ den Grund des Ozeans“, sagte Dr. Phillips.
„Wirbel sind wie die Wettersysteme des Ozeans und spielen eine wichtige Rolle beim Transport von Wärme und Kohlenstoff vom oberen Ozean in tiefere Schichten – ein entscheidender Puffer gegen die globale Erwärmung. Die Kenntnis der Tiefe und Form des Meeresbodens ist für uns von entscheidender Bedeutung.“ den Einfluss von Unterwasserbergen, Hügeln und Tälern auf den antarktischen Zirkumpolarstrom und den Wärmeaustritt in Richtung Antarktis quantifizieren.“
Dr. Phillips sagte, dass die Integration aller Schiffs- und Satellitendaten zwar einige Zeit in Anspruch nehmen wird, die erfolgreiche Reise jedoch von grundlegender Bedeutung für den Aufbau von Kenntnissen über die Ozeanzirkulation ist, die in die Klimapolitik einfließen.
„Letztendlich wollen wir tägliche Karten der Meeresoberflächenhöhe von Satelliten in tägliche Karten der Wärmebewegung im Südpolarmeer in Richtung Antarktis umwandeln. Dies wird Regierungen und Gemeinden dabei helfen, zu planen, wie sie sich an den steigenden Meeresspiegel anpassen können und wie schnell sie dies benötigen.“ handeln“, sagte sie.