หุ่นยนต์จิ๋วหลงใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกา

เรื่องราวเหลือเชื่อเกิดขึ้นเมื่อหุ่นยนต์สำรวจขนาดเล็กได้เดินทางสำรวจผืนน้ำอันกว้างใหญ่และเย็นยะเยือกของแอนตาร์กติกา แม้กระทั่งดำดิ่งลงไปใต้แผ่นน้ำแข็ง และรอดชีวิตกลับมาพร้อมข้อมูลสำคัญสำหรับนักวิทยาศาสตร์

ในปี 2020 นักวิจัยจาก CSIRO ซึ่งเป็นหน่วยงานวิทยาศาสตร์แห่งชาติของออสเตรเลีย ได้ปล่อย Argo float ซึ่งเป็นเครื่องมือหุ่นยนต์ที่ลอยได้อย่างอิสระเพื่อเก็บข้อมูลทางทะเล ใกล้กับ Totten Glacier ในแอนตาร์กติกาตะวันออก อย่างไรก็ตาม กระแสน้ำที่ไม่แน่นอนของแอนตาร์กติกาได้พัดพา Argo float ไปทางใต้มากขึ้น จนกระทั่งจมลงใต้ Denman ice shelf สร้างความประหลาดใจและความผิดหวังให้กับนักวิจัย

“เรากลัวว่ามันจะไม่รอด” นักวิจัยกล่าวในบทความสำหรับ The Conversation “แต่เก้าเดือนต่อมา มันก็กลับขึ้นมาอีกครั้ง… และมันได้เก็บรวบรวมข้อมูลจากที่ไม่เคยมีการวัดมาก่อน”

จากการดำน้ำที่ไม่น่าจะเป็นไปได้นี้ หุ่นยนต์ได้รวบรวมข้อมูลที่ไม่เคยมีใครเก็บตัวอย่างมาก่อน เกี่ยวกับอุณหภูมิและความเค็มของน้ำใต้ Denman และ Shackleton ice shelves การวิเคราะห์ชุดข้อมูลนี้ทำให้นักวิจัยมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับความเปราะบางและสุขภาพของ ice shelves เมื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศยังคงส่งผลกระทบต่อภูมิภาคขั้วโลกของโลก

บทความที่อธิบายถึงผลการวิจัยเหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน Science Advances

Ice shelves หรือแท่นน้ำแข็งขนาดใหญ่ ทำหน้าที่เป็นกันชนธรรมชาติระหว่างธารน้ำแข็งของแอนตาร์กติกาและมหาสมุทร โดยช่วยป้องกันไม่ให้น้ำแข็งละลายลงสู่ทะเล อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิของน้ำทะเลสูงขึ้น น้ำทะเลอุ่นจะสะสมอยู่ที่ด้านล่างของ ice shelves

การกระทำดังกล่าวค่อยๆ ทำให้ฐานของ ice shelves เหล่านี้อ่อนแอลง ซึ่งจะเพิ่มปริมาณน้ำแข็งลงไปในมหาสมุทรและทำให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม ice shelves สามารถมีความหนาได้หลายร้อยถึงหลายพันฟุต ทำให้เป็นเรื่องท้าทายอย่างยิ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์ในการศึกษาว่า ice shelves พังทลายลงได้อย่างไร

ดังนั้น การเดินทางของ Argo float ภายใต้น้ำแข็งจึงกลายเป็นอุบัติเหตุที่โชคดีอย่างไม่น่าเชื่อ ในช่วงเวลาแปดเดือน หุ่นยนต์ได้วัดอุณหภูมิและความเค็มตั้งแต่พื้นทะเลจนถึงฐานของ ice shelf ทุกๆ ห้าวัน ซึ่งถือเป็น “การวัดทางสมุทรศาสตร์ครั้งแรกภายใต้ ice shelf ในแอนตาร์กติกาตะวันออก” นักวิจัยอธิบาย

โดยรวมแล้ว หุ่นยนต์ได้เก็บข้อมูล 195 โปรไฟล์ในช่วง 2.5 ปี ซึ่งส่วนใหญ่มาจากภูมิภาคที่ไม่เคยมีการเก็บตัวอย่างมาก่อนในแอนตาร์กติกาตะวันออก

“เมื่อเทียบกับความยิ่งใหญ่ของพื้นที่อันกว้างใหญ่นี้ นี่คือเรื่องราวที่น่าอัศจรรย์ของหุ่นยนต์จิ๋วหลงใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกาที่ทำได้” Delphine Lannuzel นักสมุทรศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแทสเมเนียในออสเตรเลีย กล่าวใน statement Lannuzel ไม่ได้เป็นผู้เขียนบทความ แต่ได้ร่วมงานกับผู้เขียนในโครงการที่คล้ายกันเมื่อต้นปีนี้

การจมน้ำทำให้ความสามารถของ GPS ของหุ่นยนต์ใช้งานไม่ได้ แต่ นักวิจัยพบวิธีอนุมานว่าการวัดถูกทำที่ใด โดยสังเกตเมื่อหุ่นยนต์ชนเข้ากับน้ำแข็ง

“ทุกครั้งที่หุ่นยนต์ชนเข้ากับน้ำแข็ง มันจะให้การวัดความลึกของฐาน ice shelf หรือ ice draft” Steve Rintoul หัวหน้าผู้เขียนการศึกษาและนักสมุทรศาสตร์ของ CSIRO อธิบายในแถลงการณ์ “เราสามารถเปรียบเทียบ ice draft ที่วัดโดยหุ่นยนต์กับการวัด ice draft จากดาวเทียม เพื่อหาเส้นทางของหุ่นยนต์ใต้แผ่นน้ำแข็ง”

ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงสามารถยืนยันได้ว่า Shackleton ice shelf ทางเหนือสุดยังไม่สัมผัสกับน้ำอุ่น แม้ว่า Denman Glacier จะเริ่มละลายแล้วก็ตาม หุ่นยนต์จิ๋วหลงใต้แผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกายังจับภาพระบบความร้อนที่ละเอียดอ่อนภายใต้ ice shelves ซึ่งดูเหมือนจะยึดน้ำแข็งไว้ด้วยกัน อย่างน้อยก็ในตอนนี้

จากความสามารถที่ไม่คาดคิดของ Argo float นักวิจัยหวังว่าจะส่ง Argo float เพิ่มเติมไปยังภูมิภาคที่ยังไม่ได้สำรวจ อย่างไรก็ตาม ดังที่นักวิจัยยอมรับในบทความ สภาพแวดล้อมทั่วไปภายในและใต้ ice shelves ยังไม่เป็นที่ทราบกันดีนัก และการวัดของ Argo float ไม่สามารถเจาะทะลุผ่านน้ำแข็งหนาได้โดยตรง

ถึงกระนั้น นี่ก็ยังดีกว่าไม่มีอะไรเลย นักวิจัยกล่าวเสริม หากมีสิ่งใด “การวัดของ Argo float จะถูกนำไปใช้เพื่อปรับปรุงวิธีการแสดงกระบวนการเหล่านี้ในแบบจำลองคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะช่วยลดความไม่แน่นอนในการคาดการณ์การเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลในอนาคต”