Le planeur sous-marin Storm Petrel effectue son voyage inaugural en Antarctique. Crédit :Damien Guihen/Université de Tasmanie
Vers l'espace extra-atmosphérique et l'océan profond, ajouter "sous la glace" à la liste des frontières rarement tracées de l'exploration scientifique.
Il y a eu très peu d'expéditions où des robots ont plongé sous les banquises polaires pour les caractériser et les mesurer. Alexander Forrest, professeur d'ingénierie à l'UC Davis, est récemment revenu de l'un d'entre eux.
Forrest a dirigé une équipe de robotique de six membres en Antarctique sur la mer de Ross occidentale et la baie de Terra Nova dans le cadre d'une expédition internationale, LIONNE, dirigé par l'Institut coréen de recherche polaire. Cela signifie Exploration du réseau Terre-glace/océan avec des systèmes semi-autonomes. L'équipe a passé près de deux mois en janvier et février à bord du brise-glace sud-coréen R/V Araon.
Leur mission ? Déployez deux robots, ou véhicules sous-marins autonomes (AUV) - un pour plonger sous la banquise pour cartographier le fond de la banquise Nansen, à partir de laquelle deux icebergs de la taille de Manhattan se sont brisés l'année dernière. L'autre, un planeur avec des ailes nommé Storm Petrel, patrouiller le devant de la banquise pendant 10 jours, à la recherche de preuves d'eau douce et à la capture des changements au fil du temps. Pourquoi? Finalement, pour mieux prédire comment et quand les plates-formes de glace s'effondrent.
"Les banquises fondent, " Forrest a déclaré. "Nous savons cela. Mais nous ne savons pas à quelle vitesse ils fondent. Faire réellement des mesures sur site est la prochaine étape. Nous essayons d'avoir une compréhension de base des changements qui se produisent dans l'Antarctique. En tant que communauté mondiale, nous ne comprenons pas vraiment ce que nous perdons."
Alex Forrest, professeur d'ingénierie à l'UC Davis, avec le planeur sous-marin récupéré après sa mission de plongée de sept jours dans la baie de Terra Nova, Antarctique. Crédit :Damien Guihen/Université de Tasmanie
D'un pôle à l'autre
Ce juillet, l'équipe se dirigera dans la direction opposée, au fjord Milne de l'Arctique, où Forrest et ses collègues prévoient d'étudier le dernier lac épi-plateforme au Canada.
Les lacs Epishelf se forment lorsque l'eau de fonte s'écoulant d'un glacier est piégée derrière une plate-forme de glace flottante. Alors que les plates-formes de glace de l'Arctique disparaissent, il en va de même pour les lacs épi-plateaux endigués derrière eux. Alors que le Canada pourrait bientôt être sans épishelf, d'autres restent au Groenland et en Antarctique. La recherche vise à mieux expliquer les échelles de temps, car les plates-formes de glace fondent plus rapidement que les scientifiques ne l'avaient prédit.
« Il s'agit de comprendre comment est cet environnement maintenant afin que nous puissions comprendre comment les futurs scénarios climatiques potentiels conduiront ces systèmes au Groenland et en Antarctique, également, " a déclaré Forrest.
Le N/R Araon, un brise-glace sud-coréen, se déplace à travers la glace et l'océan juste au large de la station Jang Bogo en Antarctique. Cette photo a été prise avec un véhicule aérien sans pilote. Crédit :Damien Guihen/Université de Tasmanie
Déploiement d'un planeur sur glace au lac Tahoe
Lorsque vous ne nagez pas à côté de la glace polaire, le planeur Storm Petrel échange l'océan contre de l'eau douce. Il s'installe actuellement dans sa nouvelle maison à Lake Tahoe, qui s'étend à travers les frontières de la Californie et du Nevada. Le Centre de recherche environnementale de l'UC Davis Tahoe prévoit de le déployer dans le lac au début de l'été.
Le plan est que le planeur prenne des mesures en continu, fournir des informations en temps réel au réseau de bouées instrumentées de TERC, chasser les tempêtes, et finalement aider à compléter l'image des processus et des impacts affectant le lac Tahoe.
« Les lacs sont très variables, dans l'espace et dans le temps, " a déclaré Geoffrey Schladow, directeur du Centre de recherche environnementale UC Davis Tahoe. "Les mesures conventionnelles ne peuvent pas capturer ce dynamisme. Mais avec un planeur fonctionnant pendant des semaines à la fois, de la surface jusqu'au fond, nous avons enfin l'outil approprié."
Un iceberg au large de l'entrée de la station Jang Bogo dans la baie de Terra Nova, Antarctique. Crédit :Damien Guihen/Université de Tasmanie
Le lac Tahoe devient de plus en plus « intelligent » avec son réseau de capteurs côtiers, Bouées de la NASA et bon échantillonnage manuel à l'ancienne du navire de recherche du TERC. Mais le planeur peut faire quelque chose que les autres outils ne peuvent pas faire :se déplacer autour du lac par mauvais temps et dans des conditions difficiles.
Et, comme presque tous ceux qui étudient les lacs d'eau douce peuvent en témoigner, le mauvais temps - avec son mélange, barattage, gonflement et remontée d'eau - c'est quand tout ce qui est vraiment intéressant se passe dans un lac.
Que ce soit aux pôles, ou dans un lac californien, les données que ces robots collectent contribuent à façonner l'image de l'évolution des environnements aquatiques, et ce à quoi on pourrait s'attendre dans les années à venir.
