مأموریت ربات‌ها برای کشف راز ذوب یخ‌های گرینلند؛ فناوری‌های هوشمند به کمک پیش‌بینی آینده اقلیم زمین می‌آیند

گروهی از دانشمندان بین‌المللی در یکی از بلندپروازانه‌ترین پروژه‌های پژوهشی حوزه اقلیم، تابستان امسال ناوگانی از ربات‌ها، زیردریایی‌های بدون سرنشین، پهپادها و حسگرهای هوشمند را راهی یخچال‌های طبیعی گرینلند می‌کنند تا برای نخستین بار، فرآیند ذوب یخ‌ها در محل برخورد یخچال‌ها با آب اقیانوس را با دقتی بی‌سابقه بررسی کنند.

به گزارش سیناپرس،این پروژه که با عنوان GIANT (مخفف Greenland Ice sheet to AtlaNtic Tipping points from ice loss) شناخته می‌شود، با حمایت مالی ۲۰ میلیون پوندی آژانس پژوهش و نوآوری پیشرفته دولت بریتانیا (ARIA) اجرا خواهد شد و از ۱۶ ژوئیه فعالیت میدانی خود را آغاز می‌کند.

چرا گرینلند اهمیت دارد؟

گرینلند دومین ذخیره بزرگ یخ شیرین جهان را در اختیار دارد و طی چند دهه گذشته، آهنگ ذوب یخ‌های آن به‌طور قابل توجهی افزایش یافته است.

دانشمندان هشدار می‌دهند که ورود حجم زیادی از آب شیرین حاصل از ذوب این یخ‌ها به اقیانوس اطلس می‌تواند یکی از مهم‌ترین سامانه‌های تنظیم‌کننده اقلیم زمین، یعنی گردش واژگونی نصف‌النهاری اقیانوس اطلس (AMOC) را تضعیف کند.

این جریان اقیانوسی گرمای مناطق استوایی را به عرض‌های شمالی منتقل می‌کند و نقش تعیین‌کننده‌ای در آب‌وهوای اروپا، بارش‌های موسمی، کشاورزی و امنیت غذایی جهان دارد. کاهش شدید یا توقف آن می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای اقلیم نیمکره شمالی و حتی مناطق گرمسیری به همراه داشته باشد.

ربات‌ها جای دانشمندان را در خطرناک‌ترین مناطق می‌گیرند

منطقه‌ای که یخچال‌های طبیعی به آب دریا می‌رسند، یکی از خطرناک‌ترین محیط‌های طبیعی جهان به شمار می‌رود. دیواره‌های یخی گاه تا بیش از ۱۰۰ متر ارتفاع دارند و ممکن است بدون هشدار فرو بریزند و کوه‌های یخی عظیمی را وارد آب کنند. در زیر سطح دریا نیز جریان‌های شدید، گردابه‌ها و توده‌های آب در حال اختلاط، انجام اندازه‌گیری‌های مستقیم را برای پژوهشگران تقریباً غیرممکن کرده است.

در این مأموریت، کشتی تحقیقاتی RRS Sir David Attenborough به‌عنوان پایگاه اصلی عملیات، مجموعه‌ای از تجهیزات خودکار را در آب‌های جنوب‌شرقی گرینلند مستقر خواهد کرد. این تجهیزات شامل پهپادهای مقاوم در برابر شرایط سخت جوی، قایق‌های رباتیک، زیردریایی‌های خودران، حسگرهای نصب‌شونده روی یخ و سامانه‌های پیشرفته اندازه‌گیری زیرآبی هستند.

یکی از مشهورترین ابزارهای این مأموریت، زیردریایی بدون سرنشین Boaty McBoatface است که زیر صفحات یخی حرکت کرده و شکل و ساختار بخش‌های پنهان یخچال‌ها را نقشه‌برداری خواهد کرد.

فناوری هوش مصنوعی در خدمت اقلیم

پژوهشگران علاوه بر تجهیزات رباتیک، از الگوریتم‌های هوش مصنوعی نیز برای انتخاب بهترین نقاط نمونه‌برداری استفاده خواهند کرد. این سامانه‌ها با ترکیب داده‌های ماهواره‌ای، اطلاعات دمای آب، بارش برف و سایر داده‌های محیطی، مناطقی را که هنوز اطلاعات کافی از آن‌ها وجود ندارد شناسایی می‌کنند تا مأموریت‌های میدانی با بیشترین دقت انجام شود.

بررسی پدیده‌ای که تاکنون قابل اندازه‌گیری نبود

یکی از اهداف اصلی پروژه، مطالعه حباب‌های بسیار ریز هوایی است که هزاران سال درون یخ‌های گرینلند به دام افتاده‌اند. با ذوب یخ، این حباب‌ها آزاد شده و هنگام بالا آمدن در آب، موجب افزایش اختلاط آب و انتقال گرما به سطح یخ می‌شوند.دانشمندان معتقدند این فرآیند که تاکنون به دلیل دشواری اندازه‌گیری در مدل‌های اقلیمی لحاظ نشده است، ممکن است نقش مهمی در سرعت واقعی ذوب یخ‌ها و افزایش سطح آب دریاها داشته باشد.

همچنین حسگرهایی در عمق ۵۰ تا ۱۰۰ متری زیر سطح دریا مستقیماً روی دیواره یخچال‌ها نصب خواهند شد تا به‌صورت لحظه‌ای دمای آب، شدت آشفتگی جریان‌ها و نرخ ذوب یخ را ثبت کنند.

این حسگرها به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که هم‌زمان با عقب‌نشینی یخچال، به‌تدریج در یخ فرو رفته و اندازه‌گیری‌ها را ادامه دهند.

هدف؛ پیش‌بینی دقیق‌تر آینده اقلیم

به گفته پژوهشگران، داده‌های این مأموریت وارد مدل سامانه اقلیم بریتانیا (UK Earth System Model) خواهد شد تا دقت پیش‌بینی‌های مربوط به ذوب یخ‌های گرینلند، افزایش سطح آب دریاها و آینده جریان‌های اقیانوسی بهبود یابد.

کارشناسان معتقدند مدل‌های کنونی تغییرات اقلیمی، فرآیند ذوب یخ را بیش از حد ساده در نظر گرفته‌اند، در حالی که تعامل میان یخ، آب، جریان‌های زیرسطحی، حباب‌های هوا و شکست یخچال‌ها بسیار پیچیده‌تر از فرضیات موجود است.

گامی برای سامانه هشدار زودهنگام تغییرات اقلیمی

هدف نهایی پروژه GIANT تنها مطالعه یخچال‌های گرینلند نیست، بلکه ایجاد پایه‌ای علمی برای توسعه سامانه‌های هشدار زودهنگام تغییرات اقلیمی است؛ سامانه‌ای که بتواند پیش از رسیدن اقلیم زمین به نقاط بحرانی و غیرقابل بازگشت، نشانه‌های اولیه را شناسایی و در اختیار دولت‌ها و نهادهای تصمیم‌گیر قرار دهد.پژوهشگران امیدوارند نتایج این مأموریت، شناخت بشر از یکی از ناشناخته‌ترین بخش‌های سامانه اقلیمی زمین را متحول کرده و امکان پیش‌بینی دقیق‌تر پیامدهای گرمایش جهانی، افزایش سطح آب دریاها و آینده جریان‌های اقیانوسی را فراهم سازد.

مترجم:امیرحسین فتایی