Science of the Ross Ice Shelf

Ross Ice Shelf di Antartika sangat luas, mencakup 487.000 km persegi – sebanding dengan ukuran Prancis – dengan ketebalan yang bervariasi dari beberapa ratus meter di dekat laut hingga lebih dari 1.200 meter jauh dari tepi yang mengapung. Tepi sepanjang Ross Sea membentuk dinding es yang menjulang, naik hingga 50 meter di atas air, dengan sebagian besar es terendam di bawah permukaan air.

Ross Ice Shelf terus-menerus dipasok dengan es dari gletser yang mengalir dari East dan West Antarctic Ice Sheets. Saat es baru ditambahkan, es yang ada dihilangkan melalui pencairan basal dan pemisahan es di bagian depan. Es shelf ini sangat penting untuk menstabilkan lapisan es Antartika, bertindak sebagai penahan bagi es yang bergerak di atas permukaan tanah.

Ilmu Pengetahuan tentang Ross Ice Shelf

Salah satu studi utama yang berfokus pada Ross Ice Shelf adalah Ross Ocean and ice Shelf Environment and Tectonic setting Through Aerogeophysical surveys and modelling (ROSETTA). Proyek besar multidisiplin dan multi-institusi ini bertujuan untuk meningkatkan pemahaman kita tentang dinamika sistem es shelf. Peneliti ROSETTA mengumpulkan data resolusi tinggi untuk menentukan ketebalan dan struktur Ross Ice Shelf serta mengkarakterisasi batuan dasar dan batimetri dasar laut di bawahnya. Survei juga mengumpulkan data magnetik dan gravitasi untuk interpretasi geologi dan menggunakan radar, LiDAR, dan citra untuk memetakan es shelf, termasuk celah, saluran, puing-puing, dan distribusi es laut.

Tujuan utama ROSETTA

ROSETTA berfokus pada tiga area utama:

• Memahami es (es bergerak ke dalam dan melintasi shelf dengan kecepatan berkisar antara 200-1000 meter/tahun, memakan waktu antara 500 dan 1.000 tahun untuk bergerak dari tempat pertama kali mengapung hingga berakhir di tepi pemisahan);
• Memahami dasar di bawahnya (struktur dasar di bawah es shelf mempengaruhi sirkulasi laut di bawahnya);
• Memahami lautan (sirkulasi laut umum, arus pasang surut, dan pencampuran keseluruhan di Ross Sea embayment, termasuk di bawah es shelf, sensitif terhadap geologi di bawahnya dan perubahan dalam luas dan ketebalan es shelf).

Memodelkan es di bawah

Dalam sebuah studi terbaru, ilmuwan dari Lamont-Doherty Earth Observatory, Scripps Institution of Oceanography, dan United States Geological Survey terbang di atas Ross Ice Shelf menggunakan IcePod, serangkaian radar dan instrumen lain yang dipasang pada badan pesawat C-130, untuk mempelajari interaksi antara es, laut, dan daratan di bawahnya. Proyek ROSETTA telah menyelesaikan 18 garis survei dan 4 garis penghubung dari sembilan penerbangan, menghasilkan lebih dari 16.000 kilometer garis data.

Pada November tahun lalu, mereka menyediakan berbagai gambar LiDAR (Light Detection and Ranging) dari IcePod. Selama penerbangan, IcePod diturunkan untuk mengumpulkan data, dengan instrumen LiDAR mengirimkan pulsa cahaya untuk menerangi area di bawahnya. Waktu yang dibutuhkan untuk cahaya yang dipantulkan kembali diukur, memungkinkan perangkat lunak komputer untuk membuat gambar tiga dimensi dari permukaan tanah.

Peta baru dasar laut

Sebagai bagian dari proyek ROSETTA, ilmuwan dari GNS Science di Selandia Baru akan menghabiskan hingga enam jam per hari di C-130 terbang di atas Ross Ice Shelf. Menggunakan meter gravitasi yang dimiliki dan dioperasikan oleh GNS Science, data yang dikumpulkan akan membantu membuat peta baru batimetri dasar laut di bawah es shelf. Peta baru ini akan memiliki resolusi 25 kali lebih baik daripada peta berusia 30 tahun yang digantikannya.

GNS Science terlibat dalam proyek ini karena pengalamannya yang luas dalam survei geofisika udara, setelah menyelesaikan survei gravitasi udara yang diperbarui untuk Selandia Baru. Meter gravitasi yang digunakan dalam studi ini berukuran sekitar sebesar mesin cuci dan dapat mengukur perubahan kecil dalam gravitasi yang disebabkan oleh undulasi di dasar laut dengan akurat.

Merekonstruksi sejarah es shelf

Sementara itu, ilmuwan yang dipimpin oleh University of Otago memulai ekspedisi untuk melakukan pencitraan berbasis akustik dari dasar laut dan lapisan sedimennya di Ross Ice Shelf. Selama tiga tahun ke depan, peneliti juga akan menggunakan bor air panas yang dibangun di Victoria University of Wellington untuk mengebor melalui es untuk mengamati antarmuka es/lautan secara langsung, mengukur sifat-sifat laut, dan mengambil sampel sedimen di dasar laut. Data ini akan membantu merekonstruksi sejarah Ross Ice Shelf sejak zaman es terakhir.

ANDRILL menemukan makhluk aneh

Dalam sebuah studi terbaru, peneliti yang didanai oleh National Science Foundation (NSF) dari University of Nebraska-Lincoln menemukan spesies baru anemon laut kecil yang bersembunyi di bawah Ross Ice Shelf, dengan tentakel mereka menjulur ke air dingin dari langit-langit. Ribuan makhluk kecil ini ditemukan hidup terbalik, menggantung dari es, berbeda dengan anemon yang biasanya hidup di dasar laut.

Anemon kecil berwarna putih ini diberi nama Edwardsiella andrillae untuk menghormati Program ANDRILL (Antarctic geological DRILLing), sebuah kolaborasi multinasional dari lebih dari 200 ilmuwan, mahasiswa, dan pendidik dari Jerman, Italia, Selandia Baru, Inggris, dan Amerika Serikat. Tujuannya adalah untuk mengebor kembali ke masa lalu untuk mendapatkan sejarah perubahan lingkungan purba.

Anemon yang ditemukan berukuran kurang dari satu inci dalam keadaan kontraksi tetapi dapat memanjang tiga hingga empat kali lebih panjang dalam keadaan rileks. Mereka memiliki antara 20 dan 24 tentakel, dengan cincin dalam terdiri dari delapan tentakel yang lebih panjang dan cincin luar terdiri dari 12 hingga 16 tentakel. Scott Borg, kepala Bagian Ilmu Antartika dari Divisi Program Polar NSF, mencatat bahwa penemuan ini mengungkapkan betapa banyak yang masih belum diketahui dan belum dijelajahi oleh ilmuwan meskipun lebih dari 50 tahun penelitian aktif di benua ini.

Ikan terbalik

Penemuan ini dilakukan setelah ilmuwan menurunkan silinder sepanjang 4,5 kaki yang dilengkapi dengan dua kamera, kamera lateral yang dipasang di samping, dan kamera yang menghadap ke depan, ke dalam lubang bor yang dibor melalui Ross Ice Shelf setebal 270 meter untuk mempelajari lebih lanjut tentang arus laut di bawah es shelf. Selain anemon, ilmuwan mengamati ikan yang rutin berenang terbalik, dengan es shelf berfungsi sebagai lantai dunia mereka, serta cacing polychaete, amphipod, dan makhluk aneh yang dijuluki 'egg roll', silinder sepanjang empat inci dengan diameter satu inci yang netral mengapung terlihat berguling-guling di lapangan anemon laut dan kadang-kadang menempel pada mereka.

Menganalisis makhluk-makhluk tersebut

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang anemon, tim mengejutkan makhluk-makhluk tersebut dengan air panas dan menggunakan alat pengisap improvisasi untuk mengambil hewan-hewan tersebut dari sarangnya untuk dibawa ke McMurdo Station untuk diawetkan dan dipelajari lebih lanjut. Ilmuwan akan mencoba menjawab berbagai pertanyaan, termasuk bagaimana mereka bertahan tanpa membeku, bagaimana mereka berkembang biak, dan apa yang mereka makan. Untuk memahami lebih lanjut tentang anemon, ilmuwan mengusulkan penggunaan robot yang mampu menjelajahi jauh di dalam lautan dan lebih jauh dari lubang akses yang dibor ke dalam es.