ใช้เวลาสามเดือนในภาชนะโลหะบนเรือตัดน้ำแข็งในมหาสมุทรใต้ กรองน้ำในขณะที่พยายามมองข้ามอุณหภูมิเยือกแข็งและมหาสมุทรขนาดใหญ่ที่พองตัวด้านนอก ไม่ใช่เรื่องสนุกสำหรับทุกคน … แต่เป็นสิ่งที่ฉันจะทำในปีหน้าในนามของวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศ ตั้งแต่ปลายเดือนธันวาคม 2016 ถึงมีนาคม 2017 ฉันจะขึ้นเรือวิจัยของรัสเซียAkademik Treshnikovเข้าร่วมการเดินทางที่จะพาฉันและนักวิทยาศาสตร์อีก 54 คนจาก 30 ประเทศไปรอบ ๆ ทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งเป็นการ
สำรวจวิจัยระหว่างประเทศครั้งแรกที่โคจรรอบโลก ทวีปเยือกแข็ง
The Antarctic Circumnavigation Expedition (ใช้ตัวย่อว่า ACE) เป็นโครงการแรกที่ดำเนินการโดย Swiss Polar Institute และประกอบด้วยโครงการ 22 โครงการที่ครอบคลุมด้านต่างๆ ของชีววิทยา ฟิสิกส์ และเคมีของมหาสมุทรใต้
เราไม่ได้คาดหวังว่าเงื่อนไขจะสนุกเป็นพิเศษ – แต่มันจะคุ้มค่า ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับทวีปแอนตาร์กติกาและมหาสมุทรทางตอนใต้ที่อยู่รอบ ๆ เป็นสิ่งสำคัญ ไม่ใช่แค่เพื่อการอนุรักษ์สภาพแวดล้อมที่บริสุทธิ์นี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงโลกทั้งใบด้วย
มหาสมุทรใต้นั้นกว้างใหญ่ นอกจากนี้ยังห่างไกลจากทุกหนทุกแห่ง ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์เดินทางไปที่นั่นและศึกษาได้ยาก ยิ่งไปกว่านั้น ไม่มีผืนดินในละติจูดเหล่านี้ที่จะหยุดยั้งไม่ให้คลื่นก่อตัว ดังนั้นคลื่นจึงมี ขนาด ใหญ่มาก ทำให้มหาสมุทรใต้เป็นสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสำหรับงานทางวิทยาศาสตร์ ฉันคาดหวังว่าพวกเราทุกคนจะเมาเรือในบางครั้ง
เนื่องจากขนาดและความโดดเดี่ยว ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับฟิสิกส์ เคมี และชีววิทยาของมหาสมุทรใต้จึงไม่ค่อยดีนัก สิ่งที่เรารู้ก็คือภูมิภาคนี้มีความสำคัญอย่างไม่สมส่วนต่อสภาพอากาศของโลก ตัวอย่างเช่น มีหน้าที่กักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 43% ที่มนุษย์ผลิตขึ้นระหว่างปี 1870 ถึง 2005 และ 75% ของความร้อนจากมหาสมุทรโดยรวม
การสำรวจ ACE เป็นโอกาสพิเศษในการรวบรวมข้อมูลในมหาสมุทรใต้ การเดินทางจะเริ่มต้นจากแอฟริกาใต้ เยี่ยมชมเกาะหลักในมหาสมุทรใต้ทั้งหมด และเดินทางข้ามละติจูดช่วงต่างๆ – เยี่ยมชมชายฝั่งแอนตาร์กติกเพียงครั้งเดียวที่ Mertz Glacier ในแอนตาร์กติกาตะวันออก
การใช้เวลาสามเดือนในการทำให้วงจรทั้งหมดของมหาสมุทรสมบูรณ์
เราจะสามารถรวบรวมชุดตัวอย่างและการวัดที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับมหาสมุทรใต้อย่างมาก
งานวิจัยของฉันเกี่ยวข้องกับแพลงก์ตอนพืช ซึ่งเป็นสาหร่ายขนาดเล็กที่อาศัยอยู่ในชั้นผิวของมหาสมุทรที่มีแสงแดดส่องถึง เช่นเดียวกับพืชบนบก แพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทรสังเคราะห์แสงโดยใช้พลังงานจากแสงแดดเพื่อ “เปลี่ยน” คาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นชีวมวลอินทรีย์ ผลิตออกซิเจนเป็นผลพลอยได้ อัตราการเปลี่ยนแปลงของมวลชีวภาพนี้เรียกว่าผลผลิตขั้นต้น
การผลิตแพลงก์ตอนพืชขั้นต้นเป็นฐานของใยอาหารทางทะเล ทำให้เป็นกระบวนการพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงของระบบนิเวศทางทะเลและเกี่ยวข้องโดยตรงกับผลผลิตทางการประมง
นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของวัฏจักรคาร์บอน และทำให้เกิดพลวัตของสภาพอากาศโลก เนื่องจากผ่านกระบวนการที่เรียกว่า “ปั๊มชีวภาพ” เศษเสี้ยวของคาร์บอนประมาณ 45 พันล้านตันที่แพลงก์ตอนพืชตรึงไว้ทุกปีจะจมออกจากชั้นผิวและถูกกักเก็บไว้ในมหาสมุทรลึก ห่างจากชั้นบรรยากาศ
เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันกำลังพยายามปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสิ่งที่ควบคุมการกระจายของแพลงก์ตอนพืช อัตราการผลิตขั้นต้น และความแปรปรวนของปั๊มชีวภาพในมหาสมุทรใต้
น่าเสียดายที่แม้แต่การส่งนักวิทยาศาสตร์ลงเรือลำหนึ่งไปยังมหาสมุทรใต้เป็นเวลา 3 เดือนเพื่อวัดมวลชีวภาพของแพลงก์ตอนพืช ผลผลิต ตลอดจนปัจจัยทางเคมีและกายภาพอื่นๆ ก็สามารถให้ภาพรวมของสิ่งที่เกิดขึ้นจริงได้เท่านั้น ตามหลักการแล้ว เราต้องเฝ้าติดตามมหาสมุทรทางตอนใต้ทั้งหมดตามฤดูกาล ปี และหลายทศวรรษ และสิ่งนี้สามารถทำได้จริง ด้วยความช่วยเหลือของเทคนิคที่เรียกว่าการวัดค่าสีด้วยรังสีของมหาสมุทรผ่านดาวเทียม
จุดเน้นหลักของการวิจัยของเราคือการรวบรวมข้อมูลที่เรียกว่า “ไบโอออปติคอล” ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถของเราในการตีความการสังเกตจากดาวเทียมและรับการประเมินมวลชีวภาพและผลผลิตของแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทรใต้ที่ดีขึ้น ในทางกลับกัน สิ่งนี้จะช่วยให้เราใช้บันทึกดาวเทียมที่ผ่านมาเพื่อพิจารณาว่ามวลชีวภาพและผลผลิตของแพลงก์ตอนพืชมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไรในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา และช่วยสร้างการเชื่อมโยงที่เป็นไปได้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างต่อเนื่อง
นอกจากนี้ยังหมายความว่าเราจะสามารถใช้ข้อมูลจากดาวเทียมเพื่อตรวจสอบสิ่งที่เกิดขึ้นกับมวลชีวภาพและผลผลิตของแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทรใต้ได้แบบเรียลไทม์ โดยไม่ต้องพึ่งพาการสำรวจบ่อยครั้งและกว้างขวาง แต่ในระหว่างนี้ ฉันยินดีเป็นอย่างยิ่งที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการผจญภัยครั้งนี้
