Wetenschappers luisteren naar gletsjers om de geheimen van de oceanen te ontdekken

Opmerking van de uitgever: Call to Earth is een initiatief van CNN in samenwerking met Rolex. Michel André Het is een Rolex Award-winnaar.



CNN

Snap, bang, bang: het geluid van een gletsjer. Grote lichamen van dicht opeengepakt ijs zien er misschien uit als statische blokken, maar ze stromen, barsten, groeien en krimpen, en deze processen zijn allesbehalve stil.

In feite zijn gletsjers berucht omdat ze invasief zijn. Blokjes ervan worden al lang gebruikt op cruiseschepen in Alaska, toegevoegd aan Scotch of gin-tonic, omdat het ijs een uniek gesis afgeeft wanneer het langzaam de intens onder druk staande lucht vrijgeeft die daar honderden en soms duizenden jaren is vastgehouden.

Maar het geluid van gletsjers kan voor meer worden gebruikt dan alleen verse ijsblokjes. met Veel gletsjers over de hele wereld krimpen Vanwege de klimaatcrisis willen wetenschappers dit geluid analyseren om precies te voorspellen hoe snel het ijs zal smelten en wat dit kan betekenen voor de zeespiegelstijging.

“Gletsjers trekken zich snel terug naarmate de atmosfeer en de oceanen opwarmen”, zegt Grant Dean, een oceanograaf onderzoek bij de Scripps Institution of Oceanography in San Diego, Californië. “Als we de zeespiegelstijging willen (voorspellen) … hebben we een manier nodig om deze ijssystemen te monitoren en onderwatergeluid kan een belangrijke en interessante manier zijn om dat te doen.”

Dean, die al meer dan twee decennia op het gebied van onderwatergeluid werkt, legt uit dat er twee hoofdprocessen zijn waardoor gletsjers zich terugtrekken, en beide maken verschillende geluiden. Er is “het heldere, levendige geluid van bellen die in het water exploderen terwijl het ijs smelt”, zegt hij, dat hij vergelijkt met vuurwerk of sissend spek. En er is de “onheilspellende diepe knal” van de geboorte, wanneer een klomp ijs van het uiteinde van een gletsjer afbreekt, wat volgens hem klinkt als een langdurige donder.

Beide gebeurtenissen vinden plaats op de grens waar het ijs de oceaan ontmoet, meestal een zeer gevaarlijk gebied voor mensen. Dit is een van de redenen waarom akoestiek, die op afstand kan worden gevolgd, zo waardevol is.

Het gebruik van onderwatergeluid om het smelten van ijs te voorspellen is nog een relatief nieuw veld. In 2008 was de vooraanstaande oceanograaf Wolfgang Berger co-auteur van een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift natuurlijke aardwetenschappen die het gebruik van hydro-akoestiek (geluid in water) voorstelde om de Groenlandse ijskappen te bewaken. Dit inspireerde Dean – die al naar de brekende oceaangolven luisterde om te begrijpen hoe gassen van zee naar lucht gaan – om zijn oren naar de gletsjers te richten.

“Als de oceaan stijgt, zal dit een groot deel van onze beschaving beïnvloeden. We moeten de stabiliteit van deze ijskappen kunnen voorspellen, zodat we goed kunnen plannen en goed kunnen leven met onze veranderingen in de omgeving”, zegt hij.

Deane en Oskar Glowacki van de Poolse Academie van Wetenschappen gebruiken onderwatermicrofoons om het geluid van geboortegebeurtenissen van kalveren op Hans Glacier, in Svalbard, Noord-Noorwegen, op te nemen, samen met time-lapse-fotografie, en laten zien dat de hoeveelheid ijsverlies kan worden geschat aan de hand van de geluid dat wordt gegenereerd wanneer een ijsberg de oceaan raakt. Hun bevindingen werden gepubliceerd in Cryosphere Magazine anno 2020.

Luchtbellen kunnen ook essentiële informatie onthullen. “Als we het aantal bellen kunnen tellen dat in een bepaalde tijdseenheid uit het ijs komt, kunnen we zien hoeveel ijs er is gesmolten”, zegt Dean. Dit kan de sleutel zijn om te begrijpen hoeveel ijs in de toekomst zal smelten.

Gerelateerde onderwerpen: Kernenergie zou de toekomst van expedities kunnen zijn

Het is een eenvoudig idee, maar verre van eenvoudig in de praktijk. Dean zegt dat de grootte van de luchtbellen verandert afhankelijk van hoe ze vrijkomen, en het is mogelijk dat het geluidsniveau tussen gletsjers kan variëren als gevolg van geologie en lokale omstandigheden.

maar religie Onderzoek, voornamelijk gericht op Svalbard, toonde aan dat de intensiteit van het geluid geproduceerd door luchtbellen toeneemt met toenemende watertemperatuur, wat aangeeft dat het volume een indicator kan zijn voor het smelten van ijs. “Bij elke expeditie komen we dichter bij het daadwerkelijke antwoord, omdat we die signalen kunnen omzetten in de cijfers die we nodig hebben”, zegt hij.

Er bestaan ​​verschillende methoden, waarvan sommige geavanceerder zijn, voor het bestuderen van gletsjers, waaronder seismologie, satellietbeelden, onderwatersonar en ijsdoordringende radar. Maar Dean benadrukt dat akoestiek deze methoden kan aanvullen en enkele voordelen kan bieden.

Hydromics (onderwatermicrofoons) kunnen worden ingezet in zeestraten en op afstand worden gemonitord gedurende lange perioden, zegt hij, en in tegenstelling tot satellietobservaties, die zes maanden per jaar niet werken als het donker is op de Noord- en Zuidpool, de akoestische technologie Het werkt het hele jaar door en is goedkoper dan andere methoden.

Luisteren naar gletsjers laat ons niet alleen zien hoe ze smelten – het kan ons ook meer leren over het mariene ecosysteem. Glacioloog Irene Pettit gebruikte akoestische technologie om dit te bepalen ijzige fjorden Zijn enkele van de luidste plekken in de oceaan dankzij het constante gesis van luchtbellen die worden uitgestoten als het ijs smelt, en deze geluiden kunnen een toevluchtsoord zijn voor zeezoogdieren.

Pettit en haar team van onderzoekers hebben waargenomen hoe zeehonden naar gletsjerbaaien in Alaska en Antarctica zwemmen, mogelijk om zichzelf te beschermen tegen roofvissen die niet van harde geluiden houden.

“Het ecosysteem verandert naarmate het audiolandschap verandert”, zegt ze, eraan toevoegend dat als het volume omhoog of omlaag gaat, er een rimpeleffect zal zijn. “Als de gletsjer zich terugtrekt uit de fjord en er zit een beetje ijs in het water zelf, dan zal het geluid langzaam afnemen… dan is het niet meer lawaaierig en is het geen veilige plek meer voor de zeehonden.” Zo kunnen akoestische metingen inzicht geven in de afname van de zeehondenpopulaties in deze gebieden.

IJsbergen geboren vanaf het einde van de Lo Conte-gletsjer, Alaska.

Pettit merkt op dat het gebied van akoestiek nog in de kinderschoenen staat, en om veranderingen op lange termijn in gletsjers te meten, zullen wetenschappers meer geluidsgegevens moeten verzamelen. Maar ze gelooft dat de technologie veelbelovend is.

“Audio geeft ons niet alle antwoorden, maar het biedt wel een relatief goedkope, gebruiksvriendelijke manier om de fjord en de hele ijzige omgeving vast te leggen”, zegt ze. Ze voegt eraan toe dat als hydrofoons gedurende een lange periode worden ingezet, ze wetenschappers kunnen helpen de “normale” geluidsniveaus van gletsjers te begrijpen en abnormale geluiden te detecteren die op instabiliteit kunnen duiden.

GERELATEERD: Wetenschappers boeken grote vooruitgang in race om Caribisch koraal te redden

Het doel van Deane is om in de voetsporen te treden van wijlen Wolfgang Berger en langdurige akoestische meetstations in Groenland op te zetten om de stabiliteit van de ijskap, die zou kunnen toenemen, te volgen. Zeeniveau bij 25 voet Als het volledig zal oplossen.

“Ik wil houtkapsystemen die van zuid naar noord rond de Groenlandse gletsjers lopen”, zegt hij. “De eerste taak is ervoor te zorgen dat we de geluiden kunnen begrijpen. Als we kunnen bewijzen dat we dat kunnen, dan kunnen we bewijzen dat we constant naar deze gletsjers moeten luisteren.”

“De toekomst van de oceanen hangt van ons[mensen]af”, voegt hij eraan toe. “We moeten gaan luisteren naar wat ze ons vertellen.”

READ  Ontdekking van bacteriën die verband houden met prostaatkanker gezien als potentiële doorbraak | Prostaatkanker

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *