D5 Ozeanographie unter Eis

Thema

Die Unterwasser-Ozeanographie misst die physikalischen und dynamischen Eigenschaften des Ozeans in einigen der unzugänglichsten Gebiete der Erde: unter den antarktischen Schelfeisgebieten und unter dem arktischen Meereis. Diese Messungen sind von entscheidender Bedeutung, da die vom Ozean transportierte Wärme die Hauptursache für das Abschmelzen der Schelfeisbasis ist und gleichzeitig den stärksten Rückkopplungsmechanismus darstellt, der zur Instabilität der auf dem Meer liegenden Eisschilde beiträgt.

Ein Instrument zur Messung von Leitfähigkeit, Temperatur und Tiefe wird durch in das Eis gebohrte Löcher oder, bei Operationen im offenen Eis, direkt von einem Schiff aus ins Wasser hinabgelassen. Während des Abstiegs misst es das vertikale Temperatur- und Salzgehaltsprofil des durchströmten Wassers. Dieses Profil bestimmt die Dichte des Meerwassers in den verschiedenen Tiefen und somit die Schichtung des Ozeans.

Eine fest im Meeresboden verankerte Messleine mit direkt am Meeresboden befestigten Instrumenten erfasst kontinuierlich Geschwindigkeit, Temperatur und Salzgehalt des vorbeiströmenden Wassers. So werden sowohl die durch die Gezeiten bedingten Schwankungen dieser Parameter als auch das gelegentliche Eindringen warmen Wassers in den Bereich um die Messleine erfasst.

Ein autonomes Unterwasserfahrzeug kann mehrere Stunden lang direkt unter einem treibenden Schelfeis operieren, ohne dabei eine Verbindung zur Oberfläche aufrechtzuerhalten. Während dieser Zeit kartiert das Fahrzeug sowohl die Bathymetrie der Schelfeisbasis als auch die ozeanischen Wärmeströme, die diese Basis erreichen.

Die erwartete Kombination der Messdaten ermöglicht die Identifizierung der verschiedenen Schichten des Ozeanwassers, die mit der Basis eines treibenden Schelfeises interagieren. Insbesondere wird eine Schicht zirkumpolaren Tiefenwassers mit positiven Temperaturen identifiziert, die in die Hohlräume unter dem Eis eindringt und dieses von unten mit einer Geschwindigkeit von ein bis hundert Metern pro Jahr abschmelzen lässt. Dadurch wird der Zusammenhang zwischen der Wärme des Ozeans und dem basalen Abschmelzen treibender Schelfeise, mit dem diese Beschreibung begann, hergestellt.

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