جولة في محطة الأبحاث العائمة.. سفينة علمية تكلفت 200 مليون جنيه إسترليني لمساعدة العلماء في دراسة تغير المناخ

في وقت لاحق من هذا العام ، ستبحر سفينة أبحاث قطبية حديثة في المملكة المتحدة – مجهزة بأحواض مائية و “حوض قمر” و 14 مختبرًا مختلفًا – إلى القارة القطبية الجنوبية لدراسة عمليات النظام البيئي غير المعروفة والتي تعتبر حيوية لفهم تغير المناخ بشكل أفضل .

إن سفينة RRS Sir David Attenborough التي تبلغ تكلفتها 200 مليون جنيه إسترليني هي سفينة علمية يبلغ طولها 129 مترًا تديرها هيئة المسح البريطانية في القطب الجنوبي، فهي موطن للغواصات المعروفة الآن باسم “BoatyMcBoatface”.

بعد أن خضعت للعديد من الاختبارات والتجارب منذ عام 2020 ، ستتجه السفينة قريبًا جنوبًا لجمع البيانات التي يمكن أن تساعد العلماء على فهم كيفية تأثير نشاط الكائنات الدقيقة التي تعيش في المحيط الجنوبي على دورة الكربون في المحيط.

يمتص المحيط حاليًا ما يقرب من ثلث جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي يسببها الإنسان.

صالة الألعاب الرياضية والساونا

بالإضافة إلى حمل معدات علمية تبلغ قيمتها عشرات الملايين من الجنيهات الاسترلينية ، صُممت السفينة “السير ديفيد أتينبورو” أيضًا لتوفير الراحة للعلماء الذين يعملون لأشهر بعيدًا عن منازلهم، حيث يمكن للباحثين على متن السفينة الوصول إلى صالة الألعاب الرياضية والساونا و “بار الشوكولاتة” والآيس كريم على مدار 24 ساعة وطاولة كرة القدم والسهام وصالة لعرض الأفلام.

عرضت Carbon Brief جولة من على متن السفينة، حيث أكملت التجارب التشغيلية قبالة ساحل اسكتلندا في أوائل يوليو لمعرفة المزيد عن قدراتها البحثية والحياة في البحر للعلماء وطاقمها.

“محطة أبحاث عائمة“

يشير العديد من العلماء والطاقم العاملين على متن السفينة “السير ديفيد أتينبورو” إلى هذه المحطة على أنها “محطة أبحاث عائمة”، لديها 14 معملًا مختلفًا، بما في ذلك مختبرات يتم التحكم في درجة حرارتها وأحواض أسماك تجريبية مخصصة لحفظ كائنات وعينات المياه الباردة، ومختبرًا رطبًا لمعالجة نوى الرواسب الطينية وغرفة مظلمة تحتوي على مجهر إلكتروني مسح من الدرجة الأولى.

تتطلب عرض الشرائح هذه للجافا سكريبت.

تستضيف السفينة – التي ستزور القارة القطبية الجنوبية والقطب الشمالي وجرينلاند لإجراء الأبحاث في السنوات القادمة – مجموعة واسعة من المركبات المستقلة والمُدارة عن بُعد (AOVs و ROVs) ، بما في ذلك مجموعة أدوات BoatyMcBoatface الشهيرة .

(أدت حملة للعثور على اسم لسفينة Sir David Attenborough في عام 2016 إلى الحصول على أكثر من 100000 صوت عام لصالح “BoatyMcBoatface”، قرر المنظمون استخدام الاسم لمجموعة من AOVs بدلاً من ذلك).

دراسة العينات من القطب الجنوبي في الحال

من المأمول أن تمكّن مجموعة المعدات العلمية الموجودة على متن السفينة، العلماء من البدء في تجربة العينات التي تم جمعها في القطبين على الفور، بدلاً من الاضطرار إلى الانتظار شهورًا حتى يعودوا إلى مساحة المختبر المعتادة.

تقدم العديد من المختبرات مزايا للعلماء الذين يدرسون جوانب مختلفة من تغير المناخ، كما أخبر مدير المختبر آيزلينج سميث ، يتضمن ذلك المختبرات التي يتم التحكم في درجة حرارتها، والتي يمكن استخدامها لمحاكاة تأثيرات ارتفاع درجة الحرارة على الكائنات القطبية الدقيقة.

إن Sir David Attenborough هي أول سفينة أبحاث بريطانية تضم “بركة القمر” – فتحة 4 × 4 أمتار في منتصف السفينة والتي توفر وصولاً مباشرًا إلى البحر أدناه، حيث يسمح تجمع القمر للأجهزة العلمية، من الشباك إلى المركبات الفضائية، بالنشر مباشرة في مياه البحر من سلامة السفينة، هذا مفيد بشكل خاص خلال فترات الطقس القاسي، وعندما تسافر السفينة عبر الجليد البحري، مما يترك سطح الماء غير ممكن الوصول إليه.

تسافر عبر جليد يصل سمكه إلى متر واحد

السفينة ليست كاسحة جليد من الناحية الفنية، لكنها يمكن أن تسافر عبر جليد يصل سمكه إلى متر واحد بسرعة ثلاث عقد (5.6 كيلومتر في الساعة)، وفقًا لقبطان السفينة ويليام واتلي، البالغ من العمر 34 عامًا ، حث تحدث من صالة السفينة للصحفيين: “إذا كان نحيفًا بدرجة كافية، فستصطدم السفينة بالجليد وتكسرها دون أن تلاحظ أي شيء، وتستمر في التحرك، إذا كان سميكًا بدرجة كافية، ستلاحظ أن القوس يرتفع ثم وزن السفينة فوق الجزء العلوي من الجليد سوف يكسرها وتواصل السفينة التحرك للأمام “.

خطر الجبال الجليدية

ويضيف واتلي، أن أكبر تهديد للسفينة أثناء سفرها في القارة القطبية الجنوبية هو احتمال اصطدامها بالجبال الجليدية، واتلي مسؤول عن ضمان المرور الآمن لما يصل إلى 60 عالمًا و 30 من أفراد الطاقم.

يتشارك ركاب السفينة في أسرّة بطابقين في كبائن فسيحة تتسع لشخصين. يتم إطعامهم ثلاث وجبات في اليوم من قبل طاهيين على متن السفينة – أحدهما نباتي يطبق طعامًا خاليًا من اللحوم أيام الإثنين – ويتمتعون أيضًا بالوصول إلى بار مجهز جيدًا وشوكولاتة وأدراج مقرمشة وإمكانية الوصول إلى المشروبات والوجبات الخفيفة على مدار 24 ساعة .

في أوقات التوقف عن العمل ، يمكن لعالم السفينة وطاقمها استخدام صالة الألعاب الرياضية والساونا ولعب كرة القدم أو رمي السهام والمشاركة في ليالي الأفلام العادية.

عندما كان Carbon Brief على متن السفينة ، كان لأول مرة تجربة استخدام الزيت النباتي المعالج بالهيدروجين (HVO) – وهو وقود ، عندما يتم الحصول عليه بشكل مستدام ، يكون له انبعاثات أقل من وقود الديزل التقليدي.

تهدف BAS إلى الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2040 ويرتبط حوالي 60 ٪ من انبعاثات الكربون الخاصة بها بالشحن.

من المأمول أن يساعد استخدام HVO في تقليل انبعاثاته ، وفقًا لـ Nopi Exizidou ، صافي انتقال الرصاص في BAS.

ومع ذلك ، أشارت إلى أنه لا يزال هناك عدد من التحديات قبل أن تتمكن BAS من استخدام HVO على نطاق أوسع. وتشمل هذه توافر الوقود في المواقع القريبة من القارة القطبية الجنوبية ، وتكلفته وضمان أن أي مواد أولية تستخدم لتوليد الوقود – بدءًا من المنتجات الثانوية للغابات وفضلات الدهون الحيوانية – يتم الحصول عليها بشكل مستدام.

الكشف عن مخازن الكربون في القارة القطبية الجنوبية

مشروع بحث واحد من المقرر أن يستفيد من المعدات العلمية على متن السير ديفيد أتينبورو هو BIOPOLE ، وهو برنامج مدته 9 ملايين جنيه إسترليني لمدة خمس سنوات يبحث في دراسة كيفية تأثير نشاط الكائنات الدقيقة التي تدعم النظم البيئية القطبية على توازن الكربون والمغذيات في محيطات العالم. .

ركزت القليل من الجهود البحثية الرئيسية على هذا المجال من قبل ، على الرغم من علاقتها بدورة الكربون في المحيطات – وهو نظام طبيعي مسؤول عن تخزين حوالي ثلث انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي يسببها الإنسان ، وفقًا للدكتورة نادين جونستون ، عالمة البيئة البحرية العاملة في المشروع. من BAS.

في حوالي شهر نوفمبر من هذا العام ، سيعمل جونستون كجزء من فريق إلى أنتاركتيكا لإجراء العمل الميداني لمشروع البحث، سيقود العمل الميداني الدكتور أندرو مايرز ، عالم المحيطات في BAS ، بينما يقود برنامج BIOPOLE عالم البيئة البحرية البروفيسور جيريانت تارلينج BAS .

سيسافر فريقها إلى بحر ويدل في الجزء الجنوبي الغربي من المحيط الأطلسي في المحيط الجنوبي. هنا ، سينشر الباحثون عددًا من الأدوات تحت جليد البحر لدراسة سلوك مجدافيات الأرجل – القشريات الصغيرة المسؤولة عن تدوير الكربون ، وكذلك لتتبع حركات العناصر الغذائية الرئيسية وقياس ديناميكيات عمود الماء ، مثل درجة حرارة البحر و تيارات المحيط.

من المأمول أن يساعد هذا العمل الميداني فريق البحث على تحديد الدور الذي تلعبه مجدافيات الأرجل في المناطق القطبية في دورة الكربون في المحيط.ومسئوليتها عن معالجة مليار طن من الكربون سنويًا.

كيفية تأثير تغير المناخ على الأرض

فهذه الورقة البحثية حذفت دور مجدافيات الأرجل في القارة القطبية الجنوبية بسبب نقص البيانات المتاحة، كما يقول جونستون: نعتقد أنه أقل من الواقع لأنه لا يشمل المحيط الجنوبي، ستعمل BIOPOLE على تنقيح تقديرات القطب الشمالي – وتقديم التقديرات الأولى للمحيط الجنوبي – وبالتالي تقديرًا عالميًا أفضل”، ومن المأمول أيضًا أن تساعد الأبحاث التي أجرتها BIOPOLE ، في نهاية المطاف، في إعلام النماذج المناخية، والأدوات التي يستخدمها العلماء لمحاولة فهم كيفية تأثير تغير المناخ على الأرض في المستقبل.

أشار تقييم حديث أجراه الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) ، الهيئة الرائدة في مجال علوم المناخ ، إلى أن نماذج نظام الأرض التي يستخدمها الباحثون حاليًا لعمل توقعات مناخية مستقبلية إما “تتجاهل أو تفهم بشكل غير كامل” دور “البيئة البيئية”، مثل تدوير الكربون بواسطة مجدافيات الأرجل.

وضع توقعات حول تغير المناخ،

بالإضافة إلى المساعدة في وضع توقعات حول تغير المناخ، سيبحث مشروع البحث أيضًا في كيفية تأثير تغير المناخ الحالي بالفعل على مجدافيات الأرجل القطبية ، وبالتالي على دورة الكربون في المحيط ، كما يقول جونستون: يشهد القطبان بعضًا من أسرع التغيرات المناخية على هذا الكوكب، هناك حاجة ملحة حقيقية لفهم الآثار الكاملة لهذه التغييرات على المناطق القطبية ، ولكن أيضًا لنظام الأرض الأوسع”.

بالإضافة إلى مساعدة أبحاث BIOPOLE ، ستلعب سفينة  David Attenborough أيضًا دورًا في مجموعة من مشاريع علوم المناخ الأخرى، حيث يتضمن ذلك مشروعًا لفحص تأثير فترات الدفء على الغطاء الجليدي في جرينلاند ومشروعًا يهدف إلى فهم المدى المحتمل لارتفاع مستوى سطح البحر من ثويتس ، النهر الجليدي “يوم القيامة” في القارة القطبية الجنوبية.